水-力耦合作用下膨胀土-桩接触面力学特性分析

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1、（申请工学硕士学位论文）水-力耦合（申请工学硕士学位论文）作用下膨胀土-桩接触水-力耦合作用下膨胀土-桩接触面面力学特性力学特性研究研究培养单位：土木工程与建筑学院刘涛学科专业：岩土工程研究生：刘涛指导老师：孙吉主教授王勇副研究员武汉理工大学2014年5月万方数据分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目水-力耦合作用下膨胀土-桩接触面力学特性研究英文Theresearchoftheexpansivesoilandpilecontactmechanics题目characteristicunde

2、rthehydrological-mechanicalcoupling研究生姓名刘涛姓名孙吉主职称教授学位博士单位名称土木工程与建筑学院邮编430070指导教师姓名王勇职称副研究员学位博士单位名称中国科学院武汉岩土力学研究所邮编430071申请学位级别硕士学科专业名称岩土工程论文提交日期2014年5月论文答辩日期2014年5月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席评阅人2014年5月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了

3、文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权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。本人承诺所提交的学位论文（含电子学位论文）为答辩后经修改的最终定稿学位论文，并授权武汉理工大学可以将本学位论

4、文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期万方数据摘要以广西南宁中强膨胀土为研究对象，针对大气降雨和蒸发、蒸腾等环境作用对膨胀土特殊工程性状的影响，进行膨胀土基本物性、微观孔隙结构、土质以及桩-土接触面强度特性试验，系统探讨了水-力耦合作用下，膨胀土地基中桩-土接触面的力学特性及其与土

5、质特性的关系。主要研究内容和成果如下:（1）利用收缩仪对重塑膨胀土和原状膨胀土进行侧限无荷膨胀和收缩特性试验，结果表明：膨胀土的宏观胀缩特性受土体扰动状态影响较大，且重塑膨胀土线缩率要比原状膨胀土变化大，进入收缩稳定期所需时间更长。在模拟大气环境作用下，利用扫描电子显微镜和压汞仪对原状膨胀土进行微观结构试验，结果表明：在脱、吸湿路径下，孔径分布曲线呈单峰结构特征，主要以孔径d1m的小孔隙为主，存在少量的颗粒间架空孔隙和微裂隙；干湿循环条件下，孔径分布曲线呈双峰结构特征，主要以0.1md1

6、0m的中、小孔隙为主，大孔隙和微裂隙受干湿循环影响不显著。（2）通过模拟大气降雨和蒸发蒸腾等环境作用对膨胀土工程性状的影响，利用常规三轴剪力仪和土工环剪仪，研究了吸湿路径以及干湿循环条件下膨胀土以及桩-土接触面力学特性。结果表明：在缩限含水率至饱和含水率范围内，土体和桩-土接触面抗剪强度、粘聚力和内摩擦角以及初始模量均随含水率的增加而减小，当土体吸湿至接近饱和含水率时，接触面强度与土体强度近似相等；一定干湿循环次数范围内，土体和桩-土接触面抗剪强度均随干湿循环次数的增加，呈现出先增大后减小的趋势

7、，但抗剪强度参数的变化规律具有明显的差异性。（3）利用回归分析，分别建立了含水率以及干湿循环次数与土体和桩-土接触面抗剪强度和剪切模量关系；同时综合分析了吸湿路径以及干湿循环条件下，膨胀土土质特性对膨胀土-桩接触面抗剪强度的影响，提出了用土体强度参数表征的桩-土接触面抗剪强度方程。关键词：膨胀土，吸湿路径，干湿循环，微观孔隙结构，桩-土接触面I万方数据AbstractThethesistakestheexpansivesoilfromGuangxiNanningastheresearchobjec

8、t,andaimsattheeffectsofrainfall,evaporation,transpirationandotherenvironmentalfactorsonexpansivesoil.Bystudyingbasicpropertiesofexpansivesoils,micro-porestructure,soilpropertyandpile-soilinterfacestrengthproperties,thethesissystematicallyexplo