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《太原理工大学》 2015年
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固化黄土的三轴剪切试验及数值模拟

苗世超  
【摘要】:黄土由于环境、地质、以及自身原因,导致黄土区别于一般的黏性土,具有一般土所不具备的低强度、湿陷性和结构性等工程特性。黄土的强度问题一直困扰工程界,亟需一种切实有效的办法对黄土进行加固处理。所以研究固化黄土的剪切特性并确定其影响因素具有相当的学术意义。 本文采用新型固化剂SH加固山西太原地区黄土,通过室内土工试验和有限元模拟,分析影响固化黄土抗剪强度的因素和规律,开展固化黄土强度的多元回归预测,主要研究成果如下: (1)不同固化剂掺量黄土的物理试验:液塑限和击实试验,得到各掺量固化黄土的液限、塑限含水率和塑性指数,以及含水率和干密度曲线。 (2)黄土抗剪强度参数的影响因素,主要有干密度和含水率。黄土的抗剪强度随干密度的增大而增大,随含水率的增大而减小。得到不同含水率下黄土试样的应力应变曲线,为分析黄土的本构模型提供依据。 (3)固化黄土抗剪强度参数的影响因素,主要有干密度、掺量和含水率。固化黄土的抗剪强度同样随干密度的增大而增大,随含水率的增大而减小,并随着固化剂掺量的增加而增加,得到了SH固化黄土的多因素线性回归方程。 (4)分析脱水方式对SH固化黄土抗剪强度的影响,得出龄期对SH固化黄土的抗剪强度参数无影响的结论。 (5)对比重塑黄土的抗剪强度参数与SH固化黄土的抗剪强度参数,得到SH固化剂的加固黄土的效果,并给出建议固化剂掺量。综合考虑影响SH固化黄土的各种因素,建议山西太原地区可以试验性采用SH固化剂加固黄土,较适宜的固化剂掺量为10%(质量分数)。且在工程中尽量提高压实度,并做好排水降水设施,以期达到良好的加固效果。 (6)通过ANSYS有限元软件对固化黄土和黄土三轴试验的数值模拟,得到试样的变形的数值近似解,并与试验结果进行对比,验证了用ANSYS分析固化黄土和黄土常规三轴试样的有效性。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU444;TU411

【参考文献】
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