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《长安大学》 2017年
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黄土EPS颗粒混合轻质土的性能研究

杜鑫  
【摘要】:我国西北地域主要分布的是黄土,而黄土分布区域常见的一种地质灾害就是黄土发生滑坡。陕西泾阳南塬黄土塬区上洞穴及裂缝很发育,有时还能看到孤立的黄土柱,被称为黄土“喀斯特”地貌。而黄土塬上广泛分布的洞穴、裂缝能够引诱黄土发生滑坡,因此填充洞穴、裂缝对减少滑坡灾害的发生有很大的实际意义。本文以陕西省泾阳南塬地区的黄土斜坡为研究对象,提出了用黄土EPS颗粒混合轻质土来填充裂缝与洞穴的处治方法,通过流值测定实验、室内抗剪强度实验、三轴渗透试验以及基质吸力实验等对其流动性、强度以及渗透能力进行了研究,采用GeoStudio软件建模分析,得到填充材料的最优配合比,并为预防治理黄土滑坡提供理论依据,进而达到研究黄土“喀斯特”处治及其黄土斜坡稳定性研究的目的。研究成果主要如下:(1)混合轻质土的流动能力随着水泥、EPS颗粒掺入比的减小而上升,随着掺水比的减小而下降,并得到了黄土EPS颗粒混合轻质土的流动能力的预测计算公式。(2)无侧限抗压强度随着龄期的延长而不断变大,在养生初期增加较快,且与7-28天的养生龄期的关系可用对数函数来描述,随着养生时间的增加,无侧限抗压强度增加的速度慢慢减小;而且当掺水比变大、水泥掺入比变小以及EPS泡沫颗粒掺入比变大的时候,无侧限抗压强度的大小下降,反之,则上升;其与各掺入比的关系可用幂函数表示。(3)在围压相同的情况下,当掺水比变小或者水泥掺入比变大的时候,试件的应力-应变曲线会由应变硬化型朝着应变软化型的方向发生改变。随着围压的不断变大,所有配合比的试件的应力—应变的曲线关系都由应变软化型向应变硬化型转变,且其所对应的抗剪强度也随着不断变大。当围压为50-200kPa时,可用摩尔库伦理论来分析试件的抗剪强度指标;当围压大于等于300kPa时,摩尔库伦理论已不适用。(4)掺水比对抗剪强度指标c、φ的影响较之水泥或EPS颗粒掺入比的影响而言很小。当水泥掺入比变大或者EPS颗粒掺入比变小的时候,黏聚力c会变大。而内摩擦角φ则与之相反。(5)饱和渗透系数k的数量级大致为10-9~10-8(m/s),在围压作用下比无围压时要小,且随着围压的增大而减小,并与之呈幂函数关系;当水泥掺入比变小或者EPS颗粒掺入比变大的时候,饱和渗透系数k会变大,但受掺水比的影响较小。土水特征曲线(SWCC)几乎不受掺水比变化的影响。(6)利用有限元GeoStudio软件建模分析,得到了掺水比为70%,水泥掺入比为20%,EPS颗粒掺入比为3%的最优配合比。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P642.22;TU444

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