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变质软岩填料湿化变形规律研究

杜艳艳  
【摘要】:变质软岩填料因其自身材料的特性,在水的作用下易发生湿化变形,直接影响路堤的使用性能,因此应重视对变质软岩路堤填料的湿化研究。本文以白云母长英质变晶糜棱岩作为材料进行大型三轴试验,结合颗粒流数值模拟方法,对其湿化变形的大小及规律进行研究。首先根据室内大型三轴的试验结果,得到填料在不同偏差应力(7)(8)1 3?-?下的湿化应变w a(35)?,两者的变化规律近似呈“双曲线”形式;通过对应力水平影响因素下填料湿化变形规律的分析,得到湿化应变与应力水平之间的变化趋势近似呈“指数型”,围压对其变化的影响不明显;提出了考虑应力水平时,填料湿化变形的经验公式;对两种密度下的变质软岩填料,利用部分试验数据确定公式参数,并对新围压下的湿化变形进行预测验证。其次对填料湿化后颗粒破碎规律进行分析,发现填料的湿化变形对颗粒破碎的规律有较大影响,且颗粒破碎率与围压之间存在定量的关系。基于室内试验,采用颗粒流数值模拟方法进行分析,将得到的应力-应变数据同试验数据进行对比,验证了该方法与所建立的模型的可靠性;进而对试样的细观变化(颗粒间接触力和颗粒位移)进行分析,得到颗粒间平均接触力与轴向偏差应力在达到峰值前呈线性关系。最后根据建立的颗粒流模型,探讨了围压、细粒含量和密度等影响因素下路堤填料的湿化变形规律,分析了三种因素对湿化变形的大小及发展规律的影响程度,并且依据部分模拟结果,得到湿化应变与应力水平之间的计算公式,与试验结果得到的经验公式对比,进一步扩大了公式的适用范围。


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