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基于不同环境条件下水泥土的力学特性研究

作　者: 于涛
导　师: 陈四利
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 工程力学
关键词: 水泥土力学特性冻融循环渗透时间
分类号: TU521.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

以水泥土基坑防渗、堤防防渗墙等水泥土工程中的安全性和耐久性为研究背景，分析了不同冻融循环次数、不同渗透时间对水泥土力学特性的影响。由于在不同冻融循环、不同渗透时间条件下对水泥土产生的破坏程度不同，必将影响水泥土抗渗工程的安全性和耐久性，所以，环境对水泥土的影响研究具有重要的理论意义和工程意义。本文是基于不同冻融循环次数和不同渗透时间两种条件对水泥土力学特性的影响进行试验研究，主要内容如下：（1）在冻融循环条件下，采取水泥土的配合比为15%水泥，85%黏土。对处于四种不同冻融循环次数（0次、3次、9次、15次）的水泥土进行力学特性试验研究，并分析了冻融循环对水泥土抗剪强度、抗压强度、压缩系数、孔隙比以及渗透系数的影响，建立了抗剪强度、抗压强度以及渗透系数随冻融循环的变化规律方程。（2）在渗透时间条件下，采取水泥土的配合比为10%水泥，90%砂土。对处于四种不同渗透时间（0天、7天、30天、60天）的水泥土进行力学特性试验研究，并分析了渗透时间对水泥土抗剪强度、抗压强度、压缩系数、孔隙比以及渗透系数的影响，建立了抗剪强度、抗压强度以及渗透系数随渗透时间的变化规律方程。试验结果表明，水泥土的抗剪强度、抗压强度随冻融循环次数的增加而降低，水泥土的孔隙比、渗透系数随着冻融循环次数的增加而增大，水泥土的压缩系数随冻融循环次数的增加而增大，其压缩模量随着冻融循环次数的增加而降低。根据试验数据得到了抗剪强度、抗压强度、孔隙比和渗透系数随着冻融循环次数的变化规律。水泥土的抗剪强度、抗压强度随着渗透时间的增加而降低，水泥土试件的孔隙比、渗透系数随着渗透时间的增加而增大，水泥土的压缩系数随着渗透时间的增加而增大，其压缩模量随着渗透时间的增加而降低。根据试验数据得到了抗剪强度、抗压强度、孔隙比和渗透系数随着渗透时间的变化规律。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-19
  1.1 水泥土发展概况  11-15
    1.1.1 水泥土的成分简介  11-12
    1.1.2 水泥土的固化机理  12-13
    1.1.3 水泥土的应用情况  13-14
    1.1.4 研究水泥土渗透性的必要性  14-15
  1.2 土的渗流性及渗透破坏机理  15-17
    1.2.1 土的渗透性  15
    1.2.2 土的渗透破坏机理  15-16
    1.2.3 水泥土渗流试验国内外研究概况  16-17
  1.3 课题研究的目的、意义及内容  17-18
    1.3.1 课题的目的和意义  17
    1.3.2 本课题主要研究的内容  17-18
  1.4 本章小结  18-19
第二章试验概况  19-28
  2.1 实验设计  19-20
    2.1.1 土的含水率  19
    2.1.2 土的风干  19
    2.1.3 土的碾磨  19
    2.1.4 确定风干后土的含水率  19-20
    2.1.5 水泥土的配合比  20
  2.2 水泥土试块的制作与养护  20-21
  2.3 试验设备与仪器  21-22
  2.4 试验内容与方法  22-27
    2.4.1 水泥土的冻融试验  22-23
    2.4.2 水泥土的渗透试验  23-24
    2.4.3 水泥土的直剪试验  24-26
    2.4.4 水泥土的压缩试验  26-27
    2.4.5 水泥土的抗压强度试验  27
  2.5 本章小结  27-28
第三章冻融循环条件下水泥土力学特性的试验研究  28-42
  3.1 引言  28-30
    3.1.1 冻融循环后水泥土表面破损情况  28-29
    3.1.2 水泥土冻融质量损失  29-30
  3.2 冻融循环条件下水泥土的直剪试验研究  30-35
    3.2.1 水泥土的破裂特征  30-32
    3.2.2 冻融循环对水泥土抗剪强度的影响  32-33
    3.2.3 冻融循环对水泥土粘聚力的影响  33-34
    3.2.4 水泥土粘聚力和抗剪强度随冻融循环的变化规律  34-35
  3.3 冻融循环条件下水泥土的抗压强度试验研究  35-37
    3.3.1 试件的破裂特征  35
    3.3.2 冻融循环对水泥土抗压强度的影响  35-36
    3.3.3 水泥土抗压强度随冻融循环的变化规律  36-37
  3.4 冻融条件下水泥土的压缩试验研究  37-39
    3.4.1 冻融循环对水泥土孔隙比的影响  37-38
    3.4.2 冻融循环对水泥土压缩系数的影响  38-39
    3.4.3 冻融循环对水泥土压缩模量的影响  39
  3.5 冻融循环条件下水泥土的渗透试验研究  39-41
    3.5.1 冻融循环对水泥土渗透系数的影响  39-40
    3.5.2 水泥土渗透系数随冻融循环的变化规律  40-41
  3.6 本章小结  41-42
第四章渗透时间条件下水泥土力学特性的试验研究  42-53
  4.1 引言  42
  4.2 渗透时间条件下水泥土的直剪试验研究  42-46
    4.2.1 试件的剪切破坏特征  42-43
    4.2.2 渗透时间对水泥土抗剪强度的影响  43-44
    4.2.3 渗透时间对水泥土粘聚力的影响  44-45
    4.2.4 水泥土粘聚力和抗剪强度随渗透时间的变化规律  45-46
  4.3 渗透时间条件下水泥土的抗压强度试验研究  46-48
    4.3.1 试件的破裂特征  46
    4.3.2 渗透时间对水泥土抗压强度的影响  46-47
    4.3.3 水泥土抗压强度随渗透时间的变化规律  47-48
  4.4 渗透时间条件下水泥土的压缩试验研究  48-50
    4.4.1 渗透时间对水泥土孔隙比的影响  48-49
    4.4.2 渗透时间对水泥土压缩系数的影响  49-50
    4.4.3 渗透时间对水泥土的压缩模量的影响  50
  4.5 渗透时间条件下水泥土的渗透试验研究  50-52
    4.5.1 渗透时间对水泥土的渗透系数的影响  50-51
    4.5.2 水泥土渗透系数随渗透时间的变化规律  51-52
  4.6 本章小结  52-53
第五章结论与展望  53-55
  5.1 本文研究工作总结  53
  5.2 建议与展望  53-55
参考文献  55-57
在学研究成果  57-58
致谢  58

基于不同环境条件下水泥土的力学特性研究

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