大粒径无黏性土石混填路基压实特性研究

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1、国内图书分类号：U416.1密级：公开国际图书分类号：西南交通大学研究生学位论文大粒径无黏性土石混填路基压实特性研究年级二零一五级姓名江松申请学位级别工学硕士专业岩土工程指导老师张俊云副教授二零一八年五月ClassifiedIndex:U416.1U.D.C:SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisSTUDYONCOMPACTIONCHARACTERISTICSOFLARGE-DIAMETERANDNON-COHESIVESOIL-ROCKMIXEDSUBGRADEGrade:CivilEngineering2015Candidate:J

2、iangSongAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:GeotechnicalEngineeringSupervisor:AssociateProf.ZhangJunyunMay.2018西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书；2．不保密

3、，使用本授权书。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导老师签名：日期：日期：西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：（1）依托现场含大粒径软质块石无黏性土石混填路基的填筑压实施工，通过现场试验，指出了Evd及VCV指标对其压实质量测试的不同效果，提出了现场填料在振动碾压作用下的变化过程，并对两种测试指标进行了相关性分析。（2）利用离散元软件PFC2D，建立了大粒径无黏性土石混合填料的简化二维颗粒流模型。通过压实过程模拟分析，指出了不同填料组成因素及不同压实工艺对填料填筑压实的不同影响效果。（3）建立了细观结构均匀的土石混合体简化二

4、维颗粒流模型，通过双轴压缩模拟分析，指出了不同块石强度及结构尺寸，对含大粒径块石土石混合体强度及其压缩破坏过程的影响。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：西南交通大学硕士学位论文第I页摘要随着国家基础设施建设的突飞猛进，大量路基填筑工程不可避免地采用了土石混合填料。而对于大粒径土石混填路基工程，其填料分类、分级方法，填筑压实质量

5、控制标准，强度及变形计算理论等方面，均尚未形成系统的理论体系，亦未见完善的设计施工指导规范标准，现有研究多是基于均匀土质或填石路基的研究方法。鉴于此，本文依托现场土石混合高填方路堤的填筑施工，针对其路基填料采用不同风化程度大粒径软质块石与其块石破碎而成的砂砾土混合填筑路基的特点。利用Evd及VCV等快速检测方法进行现场压实质量测试，并借助颗粒流离散元模拟分析方法，以研究大粒径无黏性土石混合填料的压实特性，取得了以下主要研究成果：（1）通过理论资料分析及现场试验研究指出：对于含大粒径软质块石土石混填路基的压实质量测试，Evd指标反映的是路基填筑层表面浅层的密实程度或块石强度，VCV指标能反

6、映路基填筑层的结构抗力，因此Evd指标相较于VCV指标离散程度更大，且填料块石强度越高，离散程度越大；当填筑层块石大量破碎后未重排列密实时，路基填筑层表面密实程度降低，而软质填料大量破碎后，产生了较大塑性变形，填筑层结构抗力显著提高；在振动碾压作用下，大粒径软质块石无黏性填料的压实过程，主要表现为块石破碎，砂砾填充空隙及砂砾重排列密实三种过程；在同一填筑层，不同测点间两种测试指标间无相关性，而在不同压实程度下，当采用强度较低块石时，两种指标间相关性较好，且层厚越小，相关系数越大，可建立线性正相关关系。（2）通过压实过程模拟分析指出：对于大粒径无黏性土石混合填料，在振动压实后，填料孔隙率值

7、离散程度显著降低；振动压实后，最大粒径及块石含量对填料填筑密实程度有显著影响；填料压实后孔隙率，随着最大粒径及块石含量的增加而显著减小，随着层厚的增加而增大，随着振动荷载的增加而减小。（3）通过双轴压缩模拟分析指出：含大粒径块石土石混合体中，当块石之间相互接触形成骨架结构时，块石强度才对土石混合体强度产生较大影响，其压缩破坏过程可以分为弹性变形、块石骨架承力及整体破坏失稳三个阶段；由于大粒径块石的存在，密实状态下土石混合体压缩破坏后