膨胀土长期强度特性试验的研究

《膨胀土长期强度特性试验的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、ExperimentalStudyonLong—termStrengthCharacteristicsofExpansiveSoilbyXiaoGuoAthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofengineeringCivilengineeringlnCentralSouthUniversityofForestryandTechnology498ShaoshanSouthRoad，TianxinDistrictChangshaH

2、unan410004，P．R．CHINASupervisorProfessorXIAOHongbin，AssociateProfessorLIZhenyuMay，2013中南林业科技大字学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品，也不包含为获得中南林业科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本

3、人承担。作者签名：商界加f3年r月砑日中南林业科技大学学位论文版权使用授权书本人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或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权中南林业科技大学可以将本学位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、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于：(1)保密口，在年解密后适用本授权书。(2)不保密口。(请您在以上相应方框内打“4’’)作者签名：为J3年S月26日导师签名：∞f≥辱堂晰摘要膨胀土是一种典型的非饱和土，具有高

4、塑性、多裂隙性和反复胀缩性等灾害性地质土特点。在我国的广大地域分布着层厚、埋深和形态不同的膨胀土，给工程建设带来了诸多困扰。实际工程中许多路堤、边坡、坝基等由于膨胀土流变特性而产生失稳和变形等问题，特别是所产生的强度破坏具有长期潜在的危险。因此基于土流变学理论，开展对膨胀土的非线性剪切蠕变和长期强度特性的研究，建立相关的分析模型和理论，是解决膨胀土工程在长期荷载作用下的强度和变形问题的前提，对指导膨胀土灾害治理具有重要的工程意义。本文在综合分析国内外对土流变研究的基础上，吸取了国内外在流变学特别是土流变学方面的最新研究成果，依托国家自

5、然科学基金项目“膨胀土非线性流变特性研究’’(项目编号：50978097)，以及湖南省科技厅资助项目“膨胀土非线性流变特性本构模型研究”(项目编号：2010SK3047)等科研课题，开展了南宁膨胀土长期强度特性展开研究。通过室内流变试验、流变理论分析和数值计算，论文主要取得了以下结论及创新成果：(1)南宁膨胀土非线性剪切蠕变特性及模型研究1)膨胀土的剪切蠕变曲线分为衰减蠕变和非衰减蠕变。当水平剪应力较低时，蠕变曲线进入衰减阶段，呈衰减型蠕变；当水平剪应力较高时，剪切蠕变曲线分为衰减阶段、等速阶段和加速阶段，呈非衰减蠕变。2)根据剪切蠕

6、变曲线可得剪应力一应变等时曲线，可知膨胀土的应变随着时间的发展而增加；等时曲线是一簇曲线，水平剪应力较低时为线性，随着水平剪应力的增大呈非线性；水平剪应力恒定时，竖向应力大的等时曲线非线性程度越明显。说明膨胀土的剪切蠕变不仅是时间的函数，还与应力水平有关，亦即膨胀土的剪切蠕变具有非线性蠕变特点。3)通过对膨胀土非线性剪切蠕变特性的试验研究和分析，基于ORIGIN数值分析与拟合，建立了非线性的蠕变经验模型，该模型的理论值和试验值的拟合度较高，能准确的描述膨胀土的非线性剪切蠕变特点，丰富了土的非线性流变研究理论，也为膨胀土在长期荷载作用下

7、的变形计算提供了理论论据。(2)南宁膨胀土长期强度特性及理论模型研究1)通过对膨胀土的剪切蠕变试验，同时可对其进行长期强度特性研究。由试验得到的长期强度曲线发现，膨胀土的长期强度极限小于瞬时强度，随着时间的发展，膨胀土的长期强度逐渐降低。2)南宁膨胀土的长期强度发展可分为两个不同的阶段：前期阶段土的强度在短时间内降低很快；后期阶段膨胀土的强度在很长时间内缓慢降低并逐渐趋近于某一稳定的长期强度极限。3)在直剪试验条件下，膨胀土的长期抗剪强度与竖向应力有关，长期强度在不同时间的发展均服从库伦强度定律。竖向应力越大，同一时刻膨胀土的长期强度

8、也越大。4)由于膨胀土的强度随时间降低，根据莫尔一库伦条件可得到不同时刻的粘聚力和内摩擦角。通过研究发现，膨胀土的粘聚力和内摩擦角随时间的发展而降低，粘聚力的变化较为明显，随时间变化大，而内摩擦角的变化较小，受时间的影响