公路工程压实黄土的强度与变形及其微观结构研究

【摘要】：本论文应用自行开发研制的振动成型压实设备研究提出了振动压实条件下黄土的最佳含水量和最大干密度的测定方法。从静面压力、激动力、频率、振幅和振动时间等振动压实参数以及含水量对黄土振动压实效果的影响因素进行了系统的分析。根据各种参数对振动压实效果的影响规律，找出了一套压实效果好并且和现有振动压路机技术参数相符的黄土振动压实参数。从粒度组成、微观结构等内在因素和压实方法、含水量以及压实功等外在因素对黄土的压实影响因素进行了系统分析。通过CBR试验、回弹模量试验和抗剪强度试验等，分析了压实黄土的强度指标与物理指标之间的关系。通过单轴压缩试验，分析了压实黄土的变形特性，并用应变法表达压缩试验的成果，提出了压实黄土的加荷本构模型和增湿(减湿)本构模型。研究了压实黄土的湿陷特性与含水量、压实度和龄期之间的关系，并和原状黄土进行了对比分析。参考建筑领域相关规范，通过对公路工程构造物特点的分析，借鉴黄土地区已建或在建公路项目的经验，从湿陷系数的测定、构造物等级的划分、湿陷类型的划分以及湿陷等级的判定等方面提出了公路工程中湿陷性黄土地基评价方法的建议。采用正交试验的设计方法，对影响压实黄土抗剪强度、湿陷性和压缩性的因素进行了综合分析，确定了诸因素影响程度的主次顺序，为黄土路基施工质量控制和工程性能改善提供了依据；针对我国现有土质路基压实质量控制方法的缺陷性，提出了我国土质路基压实质量控制方法的建议。在分析现有数字图像处理系统在粘性土微观结构应用的基础上，对微观结构参数的统计方法进行了改进。提出了黄土孔隙微结构计算机图像处理方法。以SEM和数字图像处理系统为工具，研究了不同条件下黄土的微观结构特性及其与工程性质之间的关系。