基于应力波理论土石混合材料压实质量评价的研究

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1、分类号：TU470密级：公开UDC：624学号：092404中国民航大学硕士学位论文基于应力波理论的土石混合材料压实质量评价研究研究生姓名：吕耀志导师姓名：张献民教授申请学位类别：工学硕士学科专业名称：道路与铁道工程所在院系：机场学院论文答辩日期：2012年3月16日2012年3月16日万方数据StudiesonEvaluatingtheCompactionQualityofSoil-RockMixtureBasedontheStressWaveTheoryADissertationSubmittedtoCivilAviationUniversityofChinaFortheAcad

2、emicDegreeofMasterofScienceBYLVYao-zhiSupervisedbyProf.ZHANGXian-minAirportCollegeCivilAviationUniversityofChinaMarch2012万方数据中国民航大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个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，也不包含为获得中国民航大学或其它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

3、谢意。研究生签名：日期：中国民航大学学位论文使用授权声明中国民航大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权中国民航大学研究生部办理。研究生签名：导师签名：日期：万方数据摘要土石混合料作为修筑机场、公路、铁路等大型基础设施地基常用的填筑材料，其压实质量的好坏直接关系到上部结构的强度与稳定性，进而影响其使用寿命与运营安全。目前针对地基填方材料的压实

4、质量检测标准多是针对细粒土，将其运用于土石混填地基会产生很多困难与局限性。因此，对于土石混填地基压实质量的合理评定一直是工程界讨论的热点与难点问题。本文在国家自然科学基金的资助下，通过大量室内试验研究与理论分析，建立了一套以剪切波为测试手段、以判断土石混合料石料间隙土压实质量为核心的土石混填地基压实质量评价体系。主要工作与成果如下：1、选取砂土、粉土、粘土三种代表性土质进行室内击实实验，测试三种土质试样在不同含水率与不同压实程度下其剪切波传播速度。试验结果证实了其剪切波速与干密度具有很好地相关性。提出了能够代表细粒土颗粒空间密实状况的指标—体积膨胀率γv，通过分析体积膨胀率γv与细粒

5、土剪切波速的关系，最终建立了由细粒土剪切波速定量计算细粒土干密度的计算模型。2、利用自制大型振动压实仪，首先通过对不同土质和单一石料按照Talbot理想级配组成的土石混合料在不同含水率、不同含石量与不同压实质量下剪切波传播速度的测试，分析了土石混合料剪切波速与石料间隙土体积膨胀率的关系，进而建立了由土石混合料剪切波速计算混合料石料间隙土干密度的计算模型。由于石料的剪切波速将影响土石混合料的剪切波速，通过研究石料剪切波速对混合料宏观剪切波速的影响，提出了变石料修正模型，使得计算模型可以运用于不同石料组成的混合料。最后根据室内试验和数值模拟的结论，讨论了级配对土石混合料剪切波速的影响。3

6、、根据理论分析，提出以土石混合料中石料间隙土的压实度作为‘表征压实度’来表征土石混合料的压实质量，基于室内振动压实试验的结果，建立了基于‘表征压实度’的评价标准，即不同土石混合料中表征压实度的最大值。对表征压实度进行了归一化处理，并将其与传统细粒土的压实度作以比较讨论。4、为了提高测试效率与便捷性，讨论了现场剪切波采集的面波测试法。为了能够通过面波波速精确反演出剪切波速，对土石混合料的泊松比展开试验研究，找到了不同土石混合料泊松比随含石量以及含水率的变化规律，回归出了三种土质的土石混合料泊松比计算模型。最后结合昆明新机场飞行区高填方土石混填地基填筑工程，运用新的压实质量评价体系对其压

7、实质量进行了评价，取得了一定的工程实效。关键词：土石混合料压实质量剪切波测试无损检测表征压实度I万方数据AbstractSoil-rockmixtureasonekindofthemostcommonlyusedfillingmaterialsinairports,highways,railwaysandotherlargeinfrastructurefoundationconstruction,itscompactionqualityisdirectly