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都汶高速公路多层夯实路基土的变形问题及其与含水量的关系

作　者: 梁伟
导　师: 刘立
学　校: 西华大学
专　业: 岩土工程
关键词: 非饱和土基质吸力土水特征曲线有效应力变形特性
分类号: U416.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 91次
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内容摘要

由于饱和土和非饱和土在工程性质上存在根本差异，将二者加以明确区分是必要的。在实际工程工程技术人员一般是将土作为饱和土进行分析、设计和施工，但随着认识和研究的深入，人们已经注意到对于某些特殊区域或特殊性质的土，这种简化将造成研究理论的失误或工程浪费。非饱和土复杂性主要是因为孔隙气的存在，使得土中含有总应力作用和吸力，并且也使得非饱和土的变形与强度特性比饱和土复杂得多，其中吸力直接影响非饱和土的整个理论框架。非饱和土的工程特性与吸力有着密切联系。正是基于这一点，在阅读和分析了大量文献资料基础上，总结了近年来非饱和土在理论上取得的成就，提出了本文研究的基本任务。本文以都汶高速公路强夯路基重塑非饱和土为研究对象，通过改进常规三轴仪，对研究对象作三轴试验，从而得到基质吸力与土质、围压和含水量的关系。在对非饱和土力学特性研究现状进行评述的基础上，考虑到以往学者描述的土水特征曲线(SWCC)的方程都比较复杂，未知参数多由经验得到，且应用起来比较困难，故笔者首先由基质吸力与围压和含水量之间的关系入手，运用从试验中得到的数据通过统计分析理论推导出适用于本工程土的简单实用的土水特征曲线表达式。鉴于试验条件以及工程实际情况，结合前面拟合的土水特征曲线公式，应用广义虎克定律和Fredlund提出的非线性弹性一维情况下饱和土的应力-应变关系，来得到适用本工程的应力应变关系，其中由于土的分层以及为了使该关系式具有适用性，本文用变形模量来代替切线弹性模量。变形模量的测量是整体荷载作用下进行的，这种测量方式也是本文所用的一种针对层状土现场载荷试验方法，是对层状土体研究的一种尝试。通过模拟试验来研究层状强夯路基土的变形特性，由试验数据得到各层土在不同荷载作用、不同深度，应力应变的变化情况。以往在非饱和土变形研究上多借助于实验室的测试来完成，而在这个过程中，土的天然结构容易被破坏，要得到准确的理论是很困难的。强夯土天然结构本身在施工中就被破坏，而试验时所取的土也不需要原状土，这样可以使试验能更准确地描述该工程的路基土变形特性。根据所提出的理论来指导施工实践。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-11
1 绪论  11-15
  1.1 论文研究的背景和意义  11-13
  1.2 本文研究的主要内容  13-15
2 工程地质情况简介  15-22
  2.1 工程概况  15-17
    2.1.1 地形气象和地貌  15-16
    2.1.2 地层  16-17
  2.2 工程荷载下路基沉降及稳定性分析  17-19
    2.2.1 路基沉降  17-18
    2.2.2 岩土评价  18-19
  2.3 强夯路基设计  19-22
3 非饱和土的土水特性研究  22-29
  3.1 非饱和土的吸力  22-23
  3.2 土—水特征曲线  23-29
    3.2.1 土—水特征曲线研究的意义  23-24
    3.2.2 土—水特征曲线影响因素  24-25
    3.2.3 土—水特征曲线数学模型  25-27
    3.2.4 土—水特征曲线的测定  27-29
4 非饱和土的变形研究  29-40
  4.1 非饱和土的变形基本理论  29-31
    4.1.1 非饱和土变形理论研究现状  29-30
    4.1.2 非饱和土的变形特性  30-31
  4.2 非饱和土的有效应力理论  31-34
    4.2.1 单应力变量的有效应力  31-33
    4.2.2 对双应力变量的讨论  33-34
  4.3 非饱和土的本构模型  34-37
  4.4 本文的理论框架  37-40
5 非饱和土的试验研究  40-66
  5.1 非饱和土变形的试验研究  40-53
    5.1.1 分层夯实  40-41
    5.1.2 试验仪器  41-44
    5.1.3 试验数据  44-45
    5.1.4 试验结果分析  45-53
  5.2 三轴试验  53-66
    5.2.1 试验装置  53-55
    5.2.2 基础实验  55-56
    5.2.3 试样制备  56-57
    5.2.4 试验数据及结果分析  57-66
6 结论与展望  66-70
  6.1 基本结论  66-67
  6.2 工程指导  67-68
  6.3 展望  68-70
参考文献  70-74
作者在读期间科研成果简介  74
在校期间参加的科研项目  74-76
致谢  76

都汶高速公路多层夯实路基土的变形问题及其与含水量的关系

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