基于正交设计土石混填体大型三轴试验研究

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1、学校代号10532学号S12011130分类号TU411等级公开硕士学位论文基于正交设计土石混填体大型三轴试验研究学位申请人姓名黄文健培养单位土木工程学院导师姓名及职称曹文贵教授学科专业土木工程研究方向岩土体工程性质论文提交日期2015年5月26日学校代号：10532学号：S12011130密级：公开湖南大学硕士学位论文基于正交设计土石混填体大型三轴试验研究学位申请人姓名：黄文健导师姓名及职称：曹文贵教授培养单位：土木工程学院专业名称：土木工程论文提交日期：2015年5月26日论文答辩日期：2015年5月29日答辩委员会主席：赵明华教授

2、Large-scaletriaxialtestsonsoil-rockaggregatemixturebasedonorthogonaldesignbyHUANGWenjianB.E.(NanchanghangkongUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivilEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySuperv

3、isorProfessorCaoWen-guiMay，2015湖南大学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。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：＾夫令案日期：如作年月日学位论文版权使用授权书、本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口或

4、机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可Ｗ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。本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书。２、不保密团。＂＂（请在上相应方框内打Ｖ）＾作者签名日期：作年／月么曰：音文手义／’导师签名：知七曰期：。伟么月八曰基于正交试验设计土石混填体大型三轴试验研究摘要随着南方山区的基础建设的快速发展，在路基工程建设中，越来越多的使用山体开挖而成的土石混填体作为路基填料。

5、但是，由于填料的颗粒粒度变化很大且难以控制，加之含水率极不均匀，使得在实际工程中，土石混填体路基的质量得不到保证，致使修筑的路基产生大量的沉陷或坍塌，从而导致路基结构过早破坏，影响使用效率的发挥。加之南方山区雨水较多，土石混填路基长期处于湿润状态，也对土石混填路基的性能产生很大的影响。本文针对存在的问题，为了深入了解土石混填体力学特性、变形特征及路用性能，对土石混填体进行了一系列的研究，主要工作有：（1）在已有研究的基础上，并全面考虑含水量、含石量、岩性、土性等因素的影响作用，采用YS30-3型应力路径三轴剪切试验机，并基于正交试验方法

6、进行了一系列土石混填体大型三轴压缩研究。试验结果表明：在三轴受力条件下，土石混填体在低围压下的应变软化特征不明显，试样的粘聚力c普遍较低而内摩擦角j则比较高，且内摩擦角φ更容易受其它因素的影响而发生显著的变化；含石量对土石混填体的抗剪强度影响程度最大，随试样中的含石量从25%增加到70%，其内摩擦角φ从34.54°近似线性增长至46.39°；含石量和围压分别是影响土石混填体体变特性最主要的内因和外因，即在含水率、岩性、土性相同的情况下，含石量越低试样高压剪缩性越明显，含石量越高其低压剪胀性越明显。（2）采用FLAC3D软件，根据大型三轴

7、试验的到试验参数，建立了一个土石混填体高填路基的概化模型，对土石混填路基进行了数值模拟分析，分析研究了各因素对土石混填路基稳定性的影响，并对土石混填路基的施工提出了一些指导意见。（3）针对正常和洒水浸泡两种情况，在特制的地槽中，制作了两个土石混填路基模型，并对路基模型进行分级加载，研究土石混填路基的受荷沉降变形特性。试验结果表明：对于正常情况，土石混填路基的结构性较好，在到达极限荷载前,其p-s近似呈线性关系，到达极限荷载时路基边坡突然出现大变形沉降，并发生破坏；而对于洒水浸泡情况，沉降变形发展缓慢，没有明显的拐点，其极限荷载相对于正常

8、情况也更小一些，含水量对土石混填路基的沉降变形，承载力都有比较显著的影响；对土石混填路基土压力的测量结果发现，应力在路基中的扩散传递具有不对称性，荷载的影响深度也有不对称性。关键词：土石混填体；正交试验设计