改性红粘土的微观力学分析

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1、贵州大学硕士学位论文改性红粘土的微观力学分析姓名：杨隆宇申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：郭明;朱立军20080401摘要红粘土具有较突出的高含水率、高孔隙比和高塑性，同时也具有良好的胶体化学性质。在孔隙比大、含水量高的情况下也具有较高的承载力和低压缩性等工程力学性质，是较好的建筑物基础。红粘土力学性特点是具有抗剪强度高，粘聚力大，压缩性低的，虽然土体膨胀性较弱，但具有一定收缩性。工程中常用的换填、夯实、地下水疏导等处理方法，在实际工程中由于造价等因素影响其实际效果并不理想。采用多元改性掺料对红粘土

2、进行处理，利用多种材料间的复合作用，有效的提高了红粘土的工程性能和物理力学性质的稳定性，取得了良好的改性结果。本文结合MATLAB软件应用数值分析方法对改性红粘土的宏观和微观试验数据及电镜图进行定量分析，建立改性红粘土损伤变量与主应变间的拟合方程，取得以下三方面进展：(1)对改性红粘土的微观研究和试验数据分析，通过微集料效应、形态效应、界面效应、微结构层次等方面对改性红粘土结构性要素进行定性化研究，阐明改性方法取得的微观结构上的改变对土体复杂力学性质的控制作用。(2)利用CT扫描分析，观察到土体微观结构随荷

3、载增加的改变过程，对改性红粘土土体接近破坏前塑性软化过程进行了解释。(3)建立了改性红粘土的损伤演化方程，为改性红粘土的工程应用提供了理论基础。关键字：改性；红粘土；微观力学；数值分析；MATLAB111AbstractMICRO—MECHANICALANALYSISOFDENATUREDREDCLAYTheprominentfeaturesofredclayarehighwatercontent，voidratioandplasticity，finecolloidalchemicalproperties．

4、Ithashighcarryingcapacityandlowcompressibilitywithhighwatercontentandvoidratio，soitisafinebuildingfoundation．Thecharacteristicsofthemechanicalpropertiesarehighshearstrengthandcohesion，lowcompressibility．Thoughredclayhaslowdilatability，ithassomeextentcontra

5、ctibility．Traditionalapproachessuchasreplacement，tamping，groundwaterdivertetc．donotworkwellforspecificreasons．Newapproachadoptsmultiplematerialstodenatureredclay．Thisapproachtakesfulladvantagesofadmixtures，effectivelyimprovesthenatureofworks，physicalandmec

6、hanicalproperties，hasachievedgoodresults．ThispaperquantitativeanalysismacroandmicroexperimentsandSEMdatumofdenaturedredclaybynumericalanalysiscombinedwithMATLABsoftware，establishestheequationofdamagevariableandmainstrain．Followingprogressesaremade：(1)analy

7、zingmicroexperimentsdatumandquantitativestudyingstructuralelementsbyavarietyeffectsofmultiplematerials，illustratingthecontrolactionbetweenmicro-structuredenaturationandcomplexmechanicalproperties：(2)observingmicro—structurechangingwithloadingbyCTexperiment

8、datum，interpretredclay’ssofteningprocessbeforesoildamage；(3)establishingredclay’sdamageevolutionequations．Theseconclusionsprovidetheoreticalfoundationforredclay’sapplication．Keywords：denaturation：redclay：micr