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《西北农林科技大学》 2015年
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石灰改良泾阳黄土平面应变试验研究

马幸  
【摘要】:黄土作为一种特殊土体,广泛分布在我国中西部地区。随着经济的快速发展,不可避免的在黄土地区进行工程建设,因黄土具有高压缩性、湿陷性和遇水敏感性等天然缺陷,黄土填料很难满足现代工程对地基的强度、变形和耐久性等高标准要求。合理对黄土进行改良使其技术和经济上满足工程要求是很有必要的,为类似的工程设计提供有效的参数,对我国经济发展有重要的现实意义。本文在前人研究改良黄土的力学特性及测试手段的基础上,利用PY-10型平面应变仪来研究石灰改良黄土在不同影响因素下的变形、强度及局部化变形特性,即不同石灰掺入量、不同含水率、不同养护龄期、不同固结围压和不同固结应力比。整理、分析土体在不同影响因素其变形和强度的变化规律,进而得出影响石灰改良剪切强度原因,最后尝试探讨影响土体局部化变形的原因,主要的研究结论如下:(1)石灰改良泾阳黄土的击实特性泾阳黄土在不同石灰掺入量下击实试验均表现为干密度随着含水率增加先增大后显著减小;随着黄土中石灰掺入量的增加,石灰土的最优含水率增大,最大干密度减小,且掺入石灰后的黄土,击实曲线较素土为平缓;在实际工程中石灰与黄土拌和后应及时压实,否则会引起最大干密度的下降而影响压实效果。(2)石灰改良泾阳黄土的应力-应变关系石灰改良黄土在平面应变下应力-应变曲线随影响因素的不同有硬化型和软化型两种,在养护龄期较长时基本呈软化曲线,土体表现为脆性破坏;而在养护龄期较短时基本呈硬化曲线,土体表现为延性破坏。应力-应变曲线受围压、石灰掺入量、含水率、养护龄期、固结应力比影响明显,随着初始含水率减小、固结围压增大和石灰掺入量的增大其应力-应变曲线有不同程度的增高;养护龄期、固结应力比的不同,土体应力-应变曲线表现为不同的形态。(3)石灰改良泾阳黄土的抗剪强度在平面应变下固结应力比、石灰掺入量和含水率对土体抗剪强度有明显的影响;无论是等压固结或不等压固结,随着土体含水率的增大凝聚力呈明显降低,内摩擦角随着含水率的增大降低幅度较小。土体的凝聚力随掺灰量增加先增大后减小;等压固结下,土体的内摩擦角随掺灰量增大基本呈增大趋势;而在不等压固结下,当土体的初始含水率较小时内摩擦角随掺灰量增大而减小,当土体的初始含水率较大时内摩擦角随掺灰量增大而增大。(4)石灰改良泾阳黄土主应力之间的关系中主应力随着剪切的时间的变化大致分为三个阶段。剪切初期中主应力随轴向应变迅速增加,曲线初始斜率较大;剪切后期中主应力缓慢增长,曲线斜率也逐渐减小。在土体剪切过程中,剪切初期σ1、σ2随轴向应变的增大而增加;随着剪切的进一步增大,应力-应变曲线σ1~ε1和σ2~ε1出现较为明显的拐点,两条曲线的拐点基本同时出现,且拐点大概在轴向应变ε1=3%。(5)石灰改良泾阳黄土的剪切带特性平面应变下土体的剪切带性状主要有三种类型:“X”型剪切带形状、“V”型剪切带形状和单一型剪切带形状;采用Mohr-Columb理论计算土体剪切带的倾角值为64°~68°范围之内,而实际测量剪切的带倾角值为62°~70°范围之内,实测倾角值十分接近于理论计算倾角值。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU411

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【参考文献】
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