基于非饱和重塑黄土变形特性试验研究

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1、分类号TU4学位论文非饱和重塑黄土变形特性试验研究程海涛指导教师姓名长安大学刘保健教授申请学位级论文提交日学位授予单答辩委员会主席顾安全教授二OO五年五月摘要公路路基是公路建筑物的主体，路基沉降问题的研究从我国开始修建高等级公路就引起了重视。然而目前还没有一种理论上可靠、实用上简单的沉降计算方法。这将直接影响公路工程的建设与理论的发展。因此本文就非饱和重塑黄土应力、应变和时间三维关系及黄土流变特性等方面展开一些讨论，并试图提出一种简单实用的填土体沉降过程计算方法。根据室内固结试验，本文分析了非饱和重塑黄土的割线模量，认为应力～应变曲线呈良好的双曲线关系；仿照割线模

2、量定义提出了割线应变速率概念；从流变学角度分析了土体的变形特性；通过反复对比，认为双曲线与ln0It)一Int两种曲线能较好地描述应变随时间的变化过程；而￡一Int曲线与ln(eIt)一￡曲线在应力水平较低时呈良好的线性关系，但当应力水平较高时则呈明显的非线性关系；通过参数分析与理论推导，提出了双曲线模型、Kelvin一双曲线模型与ln0It)一Int模型(对数模型)。最后，应用上述模型对兰海高速公路路堤沉降过程进行了计算，通过与实测沉降过程对比，证明上述模型计算土体沉降过程是可行的。关键词：非饱和重塑黄土、流变特性、割线模量、沉降过程AbstractHighwa

3、ysubgradeisthemainbodyofthehighwaystructures．Thestudyofthesubgradesettlementisexcitedattentionfromthebeginningofexpresshighwayconstruction．Howeverthereisstillnoonereliableandsimplemethodtocalculatethesettlement．Thiswillinfluencethehighwayconstructionandthedevelopmentofthetheory．Asares

4、ult，thepaperwilldiscusstherelationshipamongstress，strainandtimeofunsaturatedremoldingloessandtheologicalcharacteristicofloess．Asimpleandpracticalmethodcalculatingthesettlementprocessoffluwillbeputforward．Accordingtotheconsolidationtestsindoors，thispaperanalyzesthesecantmodulusoftheuns

5、aturatedremoldingloess，thecurveofstressandstraincanbedescribedwithhyperboliccurve；thedefinitionofsecantstrainrateisputforth；thedeformationbehaviorsofsoilareanalyzedintermsofrheology；contrastingtheresultwiththetestdata，thepaperapprovesthatthehyperboliccurveandthelll(￡／t)一Intcurvecandes

6、cribethedevelopmentprocessofstrainwithtime；the￡一Intcarveandtheln(EIt)～￡curvearelinearunderlowstressandbecomeapparentnon—linearwhenthestresslevelishigh；throughtheanalysisofthetheirparametersandtheoreticalderivation，threecomputationalmodelingsareestablished：hyperbolamathematicmodel，Kelv

7、in-hyperbolamathematicmodelandln(￡It)～Intmodel(109isticmodel)．AtlastthesettlementprocessoftheroadembankmentofLan—Halexpresshighwayiscalculatedwiththecomputationalmodelingsgiveninthepaper．Contrastedwiththepracticalsettlementprocess，thecomputationalmodelingsarefeasibletocalculatethesett

8、lemen