软岩风化物改良土工程特性试验研究及路堤数值模拟

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1、中南大学硕士学位论文软岩风化物改良土工程特性试验研究及路堤数值模拟姓名：李继超申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：王永和20080220摘要新建武广客运专线分布着大量的全风化～强风化软岩，这些软岩的性质很不稳定，遇水、风化作用后其强度急剧降低，一般不能直接作为路基填料。而沿线可用于路基填筑的A、B填料又严重缺乏。因此，如果能够合理地运用改良措施，使改良后的软岩弃碴能够满足客运专线对路基变形和稳定的要求，则将对减少软岩弃碴，少占农田，改善生态环境以及降低工程费用等具有重要的社会经济意义。本文基于国内外软岩弃碴作为路基填料问题的研究现状，通过理论分析、室内试验和数值模拟等

2、方法，主要进行了以下几方面的研究工作，并得到了～些重要结论和成果：1．从全风化～强风化软岩的矿物成分和构造入手，通过室内土工试验，充分了解软岩风化物改良前后的工程特性，对软岩风化物及其改良土用于填筑路堤的稳定性进行评价。2．基于压实机理的研究，分析了全风化～强风化软岩不同颗粒成分、不同J,bDH剂掺入量和凝固时间等因素对路堤填筑的影响，总结比较了中德两国击实试验标准用于高速铁路路基填筑的合理性。3．通过静强度试验和对试验资料的分析，获得了全风化～强风化软岩石灰、水泥改良土的静强度与压实系数、龄期、J,bDH剂掺入量和泡水时间的相关关系，明确了改良土饱和静强度与粘性矿物的相互

3、作用机理。4．通过干湿循环试验，分析了全风化～强风化软岩改良土经历干湿循环后的耐久性和强度变化情况。5．采用理想弹塑性本构关系，并运用有限元分析软件对路堤本体改良土层进行动静荷载作用下的响应特征分析，得出了改良土层的应力分布和变形规律。关键词：软岩，改良，路基，工程特性，有限元ABSTRACTThereareplentyofthefullweatheredandhighlyweatheredsoftrockinNewWuHan—GuangZhouPassengerRailway,whosepropertiesareunstable，andwhosestrengthwilld

4、ecreasesharplywhenwateredandweathered，andwhichisnotdirectlyusedforroadbedstuffing．BecauseofseriouslackedofAandBgroupstuffing，softrockfillingsareusedmainlyforroadbedstuffinginthisrailway．Soitmakesgreatsocialandeconomicsenseinlesseningsoftrockdebris，takingupfewerfarmland，improvingenvironment

5、，reducingconstructioncostifreasonable●-一●一‘modifiedmeasureswereappliedtomeettherequirementsofroadbeddeformationandstabilityofthePassengerRailway．Basedonpresentdomesticandinternationalresearchandbymeansofcombiningtheresearchwithlaboratorytests，theoreticalanalysisandnumericalsimulation，thisa

6、rticlemainlymakessomeusefulproductionandconclusionsasfollows：1．Startedwiththemineralcompositionandstructureofthefullweatheredandhighlyweatheredsoftrock，engineeringpropertiesofweatheredandmodifiedweatheredsoftrockwereknownfully,andthestababilityofroadbedfillingwithwhertherdsoftrockwasjudged

7、throughlaboratorytests．2．Combiningwithcompactingmechanism，theinfluencingfactorsofroadbedstuffingwithweatheredsoftrockwerestudied，suchasgraincomponents，additionagentandcoagulationtime．Furthermore，therationalityofstuffinghigh—speedroadbedconformingtoChineseandGe