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海南某红土强度变形及结构性研究

刘洪林  
【摘要】:红土在我国分布较广泛,它是在炎热湿润气候条件下碳酸盐类或含其他富铁铝氧化物的岩石经过长期的物理、化学风化和红化作用而形成的一种呈褐红色、棕红色、紫红色和褐黄色等颜色的具有低密度而高强度及中低压缩性的特殊土体。随着红土的综合研究的深化和扩展,红土所具有的特性已不再局限于最初发现的碳酸盐类岩石的风化产物。不仅玄武岩,而且花岗岩、碎屑岩、粉砂岩等都有可能风化形成与碳酸盐岩风化形成的红色土体类似特性的红土,红土的研究内容已较初期有较大拓宽。 本文以海南红土为研究对象,介绍了红土的研究现状,论述了红土的成因、物质组成及海南岛独特的地质、气侯环境。对不同状态的红土进行了固结试验和三轴压缩试验,根据试验结果,整理分析后得到如下成果: (1)原状红土为超固结土,在试验中,当压力小于结构强度时,因其结构强度的存在,压缩变形小于重塑土样,破坏状态呈脆性破坏,应力—应变关系为加工软化型;当压力大于结构强度时,红土结构被破坏,应力—应变关系为加工硬化型。而重塑红土在各级固结压力作用下,应力—应变关系为加工硬化型。 (2)以三轴试验数据为基础,研究了含水量ω与海南红土抗剪强度指标粘聚力c和内摩擦角φ的相关性,总结了含水量ω与粘聚力c之间的函数关系。 (3)在固结试验和三轴试验的基础上对红土的结构性进行了探讨,从应力和应变两方面定量化分析了红土的结构性。 (4)将考虑综合结构势的结构性本构模型引入到对海南红土的研究中,验证此本构关系能有效地反映试验中所用海南红土的应力应变规律,建立了关于海南红土结构性本构关系。


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