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中低压缩性粉质黏土压缩特性及结构屈服压力研究

付铭川  
【摘要】:固结试验是研究土体在外荷载(包括自重应力在内)作用下的压缩特性,其受力条件是一维轴向压力,试验所得指标可以用来判断土体压缩性和地基沉降计算。本文以中低压缩性粉质黏土为研究对象,以WG(GDG)系列型三联浮环式高压固结仪为固结仪器,开展了压缩特性试验研究,标定与处理试验过程中的影响因素,对试验后的数据进行分析,其主要成果有: 1)以90%压实度的中低压缩性重塑粉质黏土试样为试验对象,进行无荷一维膨胀率试验,其自由膨胀量有0.8mm,证明中低压缩性粉质黏土具有微膨胀性。针对其膨胀性设计了双向分层制样器,作为重塑土试样制备的装置。采用双向分层制样法制备重塑土试样,该法使其密实度更均匀,竖向摩擦阻力更小。 2)中低压缩性粉质黏土具有变形小和强度高的特点,为了能够获取更为准确的试验数据,压缩试验前期准备工作尤为重要。因此,标定和处理压缩试验过程中的影响因素。仪器固结压力标定值比出厂值小了5%左右;温度每降低一度,千分表读数减小0.4格;在3200kPa压力作用下仪器自身变形量有0.2mm;浮环式固结容器能有效的抵消环壁摩擦力和减小侧向约束力。 3)对原状土和重塑土样进行一系列室内压缩试验,测定土体的压缩参数。根据压缩试验成果分析中低压缩性粉质黏土的压缩特性,主要包括压缩曲线、变形与时间曲线、孔隙比、压缩系数、固结系数等方面。试验结果表明,孔隙比、压缩系数、固结系数都随压力的增大而呈负相关,土体变形量、压缩模量随压力的增大而呈正相关。 4)黏土往往具有结构性,传统的前期固结压力应称之为结构屈服压力,包含前期压实压力和结构强度之和。基于C法和f法确定了中低压缩性粉质黏土的结构屈服压力,并对其优缺点进行对比分析。探讨影响结构屈服压力强度因素,主要有内因和外因两个方面。基于f法自身强度原理确定中低压缩性粉质重塑黏土的前期压实压力,土体压实度分别为90%、95%、100%时,非饱和黏土的前期压实压力分别为800kPa、1200kPa、1600kPa,饱和黏土的前期压实压力分别为550kPa、950kPa、1350kPa。


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