膨胀土和红粘土的水力和力学特性研究

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1、中图分类号：TU411单位代号：10280密级：学号：12722393专业学位硕士学位论文题膨胀土和红粘土的水力和目力学特性研究-国家自然科学基金项目(No.11272194)-作者黄丁俊学科专业建筑与土木工程导师孙德安教授完成日期2015年6月I上海大学本论文经答辩委员会全体委员审查,确认符合上海大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：主任：委员：导师：答辩日期：I原创性声明本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。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发表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他

2、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：本论文使用授权说明本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容。(保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：导师签名：日期：II上海大学硕士学位论文膨胀土和红粘土的水力和力学特性研究姓名：黄丁俊导师：孙德安教授学科专业：建筑与土木工程上海大学土木工程系2015年6月IIIADissertationSubmittedtoShanghaiUniversityfort

3、heDegreeofMasterinEngineeringHydro-mechanicalbehaviorofexpansiveandlateritesoilsM．D．Candidate：HuangDingjunSupervisor：Prof.SunDe’anMajor：Architectural&CivilEngineeringDepartmentofCivilEngineering,ShanghaiUniversityJune,2015IV摘要膨胀土与红粘土是我国分布范围较广的两种特殊土，在这些特殊土相关的工程中，受外界环境作

4、用往往会产生不同程度的工程病害。经过多年研究，目前在膨胀土与红粘土的矿物成分、成因、微观结构、胶结作用、基本物理力学特征、灾害及其治理和实际应用都已取得了一定成果，但还不能满足工程界的需求。本论文以河南南阳膨胀土为研究对象，进行了经过干湿循环后试样的蒸汽平衡试验与图像处理分析，用于研究干湿循环对膨胀土的变形和土水特性的影响；以广西桂林红粘土为研究对象，进行了不同含水率下非饱和红粘土的固结慢剪试验，用于研究红粘土的抗剪强度及其预测方法。主要结论如下：1、南阳膨胀土的变形和土水特性研究(1)饱和盐溶液蒸汽平衡法试验结果表明，试样随着试

5、样经过的干湿循环次数增加(1次到3次)，持水能力下降，即相同吸力下，含水率下降，饱和度降低，平均骨架应力变小，孔隙比增加。干湿循环增加到一定次数后(3次到6次)，上述变化趋势不变，但变化幅度减小。(2)图像处理分析结果表明，试样随着试样经过的干湿循环次数增加，收缩与裂隙开展增加，但增加幅度逐渐降低并趋于稳定，而且收缩先于裂隙趋于稳定。(3)压实膨胀土的收缩变形率测量结果表明，在干燥过程中压实膨胀土的径向收缩变形大于高度方向变形。2、桂林红粘土的抗剪强度及其预测研究(1)在Bishop的单变量有效应力公式中用饱和度代替参数预测红粘

6、土实际抗剪强度的话，预测值远大于实测数值，故不能在实际中应用。(2)将原饱和度ܵ௥扣除微观饱和度ܵ௥௠后得到宏观饱和度，代入Bishop提出的公式中，预测的抗剪强度比较接近实测强度，但比实测值稍低。虽然不是很精确，但在实际应用中有一定参考价值。(3)红粘土微观孔隙水可能对抗剪强度有影响，因此还不能以宏观饱和度代替Bishop的强度公式中的参数预测非饱和红粘土的强度，后续需要大量试验结果，来进一步探讨非饱和红粘土强度的预测方法。V关键词：红粘土；膨胀土；微观结构；压实样；强度预测；变形特性；干湿循环。VIABSTRACTAstwo

7、kindsofspecialsoils,expansiveandlateritesoilsarewidelydistributedinChina.Affectedbytheexternalenvironment,thesespecialsoilsoftenleadtodifferentdegreesofengineeringproblemsinrelatedengineering.Atpresent,manyresearchresultsonexpansiveandlateritesoilsareachievedinthefiel

8、dsofmineralcomposition,origin,microstructure,cementation,physicalandmechanicalproperties,disastermanagementandthepracticalap