浅谈砂土与eps颗粒混合的轻质土（lses）动力特性的试验研究

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1、河海大学博士学位论文砂土与EPS颗粒混合的轻质土（LSES）动力特性的试验研究姓名：王庶懋申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：高玉峰20070301摘要摘要砂土与EPS颗粒混合的轻质土(LSES)是以砂土为原料土，以水泥为固化材料，EPS颗粒为轻质材料的～种新型土工材料，将几种组分按照不同配比进行混合、加水搅拌、压实后就可以得到不同特性的LSES，它在实际应用中不可避免地会受到动荷载作用，对其进行动力变形及强度特性的研究具有重要意义，本文的主要工作有如下内容：一、LsES的基本特性(1)探讨了在室内制备LSES试样的方法，并分析了其硬化机理。通过医用CT扫描设备研究了不同配比LSES的

2、细观结构特点，认为LSES是～种结构性土工材料，并分析影响其原生结构性的主要因素；二、LSES的动变形特性(2)利用多功能三轴仪对EPS块体以及不同配比的LSES进行了室内动三轴试验，得到了LSES的动应力．应变关系。分析了水泥掺量、EPS颗粒含量、围压、循环次数对LSES模量衰减特性的影响，并根据EPS块体的动变形性状探讨了EPS的性质对LSES动变形特性的影响；(3)根据LSES模量衰减曲线的特点，提出了LSES中临界循环应力比的概念，据此将LSES的模量衰减特性分为平缓型和陡降型。通过分析大量的试验数据，建立了统一的剪切模量衰减经验公式，定量地反映了围压、循环应力比、循环次数、剪应变等

3、因素对动剪切模量的影响，并给出了该经验公式在不同配比下的LSES的参数：三、LSES的动强度特性(4)基于LSES在动荷载下的应变增长曲线，得到了以应变表达的LSES动力破坏指标，并分析了影响其大小的主要因素。通过LSES的动强度试验，研究了水泥掺量、EPS颗粒含量、围压等因素对LSES动强度曲线的影响；(5)利用几何方法，分析了LSES陡降型模量衰减曲线，并结合模量衰减经验公式，得到了动强度Nf的经验表达式，继而研究了LSES的动摩尔圆及动强度包线特征，得到了不同配比的LSES在特定破坏周数下的动强度指标；(6)通过分析LSES中各组分的特性，指出了LSES与常规非饱和土在受力特点上的差异

4、，由此探讨了LSES的动强度理论。四、动荷载下LSES的结构变化特性(7)详细讨论了LSES的结构性理论。结合动三轴试验和CT扫描试验，分析了LSES在动荷载作用下的细观结构变化特点，并通过比较细观结构状态参数和总观状态参数，全面分析了LSES的动变形及强度机理。关键词：砂土与EPS颗粒混合的轻质土；动荷载；变形；模量衰减；强度；细观结构；结构性。“glltweightSand—EPSbeadsSoil(hereafterasLsEs)isanovelgco—material，withsand，cement，EPSbeadsasitsbasicsoil，cementagentandlight

5、weightmaterial，respectively．Afterblendedwithwaterandthenmixedandcompactedunderdifferentcontent，thesemainingredientsturnuptoLSESwithvariousproperties．Sinceinevitablysubjectedtodynamicloadinginpracticalengineering,thedeformationandstrengthcharacteristicsofLSESunderdynamicloadingarequiteworthtostudy．T

6、hemainreseachcontentsofthisdissertationareasfollows：BasicpropertiesofLSES(1)ThemethodoflaboratorysampleprepararionforLSESisdicussed，andthehardeningmechanismofLSESisalsoanalyzed．Throu【ghamedicalCTscanningapparatus，themeso—structureofLSESisstudyed，anditissuggestedthatLSESisastructuralgeo—materialbase

7、donthescaningresultofsamplesunderdifferentingredientcontents．ThemainfactorsinfluencingtheOriginalStructureofLSESisalsoproposed．DeformationcharacteristicsofLSESunderdynamicloading(2)Laboratorydynamictriaxial