改良千枚岩填料路基沉降特性研究.pdf

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1、分类号:U419.310710-2015221011专业硕士学位论文改良千枚岩填料路基沉降特性研究李健导师姓名职称毛雪松教授专业学位类别申请学位类别硕士建筑与土木工程及领域名称论文提交日期2018年4月16日论文答辩日期2018年5月14日学位授予单位长安大学TheSettlementCharacteristicsofModifiedPhylliteFillingSubgradeAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiJianSupervisor

2、：Prof.MaoXuesongChang’anUniversity,Xi’an,China摘要十堰至天水高速公路陕西安康东段沿线分布着大量的风化千枚岩，受其矿物组成、结构及构造的影响，致使风化千枚岩对水极其敏感，抗风化能力、水稳定性及抗变形能力较差，对路基变形影响较大。本文主要以该区域风化千枚岩为研究对象，针对风化千枚岩的物理力学性质及公路沿线的环境特点，在系统地分析、整理现有研究成果的基础上，采用室内试验与有限元数值模拟的方法对风化千枚岩填料改良后的工程特性与千枚岩填料路基的变形特性进行研究，取得

3、如下成果：（1）风化千枚岩的主要矿物成分为绿泥石、云母、石英等，其中石英与云母的不规则团块状结构是造成千枚岩强度较差的主要原因。通过现场取样分析，大部分风化千枚岩原岩的CBR均小于3%，难以满足高速公路路基填筑的要求。（2）不同含石率的风化千枚岩填料压实特性表明，含石率为55%的集料级配为填料的最佳级配。基于最佳级配，分析了不同掺量的水泥、石灰对改良千枚岩填料的CBR值及无侧限抗压强度的影响，综合考虑改良效果，确定了水泥掺量为4%、石灰掺量为5%为改良千枚岩填料的最佳掺量。在此基础上进行室内承载板试验

4、及直剪试验，分析了其回弹模量和抗剪强度的变化规律，为数值模拟提供参数依据。（3）通过分析风化千枚岩填料的蠕变变形特性，提出应用改进的Burgers蠕变模型来分析风化千枚岩填料路基的长期变形特性。基于未改良风化千枚岩的室内土柱模型试验，建立了四参数Burgers蠕变模型，并应用数值模拟的方法验证模型的有效性。（4）应用ABAQUS软件建立改良千枚岩填料路基长期沉降计算模型，研究了改良剂对路基变形的影响。研究结果表明，水泥改良千枚岩填料路基与石灰改良千枚岩填料路基能有效减小车辆荷载的影响深度，减小路基沉降

5、。关键词：路基填料，风化千枚岩，改良，力学特性，路基沉降IAbstractAlargenumberofweatheredphyllitematerialsaredistributedintheeasternsectionofShiyan-TianshuihighwayinAnkangterritory,Shaanxiprovince.Influencedbymineralcompositionandstructure,theweatheredphylliteisextremelysensitiveto

6、water.Poorweatheringresistance,waterstability,andanti-deformationabilityoftenleadtothefailureofphyllitefillingsubgrade.Accordingtotheinvestigationofhighwayandtheexistingresearchresults,thepaperstudiedtheengineeringpropertiesanddeformationcharacteristics

7、ofthemodifiedphyllitefillingsubgradethroughthemethodsofindoortestandfiniteelementsimulation.Thefollowingresultsareobtained.(1)Themainmineralcomponentsofthephyllitearechlorite,mica,andquartz.Theirregularmassstructureofquartzandmicaisthemainreasonforthepo

8、orstrengthofphyllite.Throughfieldsamplinganalysis,theCBRofmostoriginalweatheredphylliteislessthan3%,whichisdifficulttomeettherequirementsofsubgradefilling.(2)Thecompactioncharacteristicsofdifferentcoarseparticlecontentsofphyllite