花岗岩残积土结构性表征及硬化土模型参数分析

论文摘要

风化花岗岩残积土在我国东南地区分布广泛,是一种区域性特殊土。随着我国经济的高速发展,交通运输网不断丰富,花岗岩残积土逐渐成为工程中常见的载体和岩土材料,但其特殊的结构特性使得该类土体的工程事故频发。鉴于此,本文选取广东省肇庆市播植县某边坡残积土作为试验样本,进行一系列直剪、固结和三轴试验,对花岗岩残积土的结构性进行多维表征,并研究重塑土和原状土的硬化土模型参数,为相关工程提供借鉴。直剪和固结试验中,原状样的变量为加载方向和饱和度,重塑样的变量为含水率。试验结果表明,花岗岩残积土原状样具有较为明显的各向异性、扰动性和遇水软化性;重塑样的内摩擦角随含水率的增大而减小,粘聚力随含水率的增大先增大后减小;综合结构势参数随着应力水平的增大先迅速增加,达到一个峰值后减小,最后趋于稳定,压缩试验的结构强度大约在100-200 kPa之间;结构势参数随含水率的增大先增大后减小,在含水率约为28%时达到峰值,此时具有最佳结构性。三轴压缩试验分别针对原状土、重塑正常固结土和重塑超固结土,试验结果表明,原状土和重塑超固结土均表现出一定的结构性,排水剪切的体积变化均表现出明显的剪胀性,应力应变曲线均表现出应变软化,不排水剪切的超静孔压均为先增大后减小,但原状土超静孔压减小的幅度更大;原状土和重塑土的Janbu初始刚度常数n分别为0.1328和0.6535,K分别为208.64和31.99;原状土的c、j值均大于重塑土,超固结土的j值接近于重塑正常固结土,c值大于重塑正常固结土,超固结土的不排水抗剪强度符合SHANSEP理论,试验常数（43）0为0.6676;重塑正常固结土的归一化刚度随着加载的进行缓慢减小,ε1=15%左右时完全屈服;原状土和重塑超固结土的归一化刚度曲线不能重合,分别于ε1=1.5%和ε1=1%左右发生结构性屈服,并且均在ε1=15%左右发生整体破坏,围压越大,结构性土的刚度曲线变化规律越接近于扰动土。原状土和重塑正常固结土的HS模型参数均在常用范围内,原状土的三个强度参数（c、φ、ψ）均大于重塑土,原状土三种刚度模量(E50ref、Eurref、Eoedref)也均大于重塑土,而m则小于重塑土;原状土的K0小于重塑土,Rf大于重塑土。

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摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 选题的目的和意义

1.2 结构性花岗岩残积土工程特性概述

1.3 国内外研究进展

1.4 本文主要工作

2 结构性表征方法与试验过程

2.1 结构性表征方法

2.2 试验过程

2.3 本章小结

3 基于土直剪和压缩试验的结构性研究

3.1 剪切力学特性研究

3.2 压缩力学特性研究

3.3 本章小结

4 结构性花岗岩残积土三轴试验研究

4.1 重塑样试验结果及分析

4.2 原状样试验结果及分析

4.3 超固结试验结果及分析

4.4 基于初始刚度与切线刚度的结构性表征

4.5 花岗岩残积土的强度研究

4.6 本章小结

5 花岗岩残积土硬化土模型试验研究

5.1 硬化土模型机理

5.2 硬化土模型参数获取方法

5.3 原状样及重塑样HS模型参数试验确定

5.4 HS模型参数汇总及对比分析

5.5 本章小结

6 结论及展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 余刚

导师: 汪华斌

关键词: 花岗岩残积土,直剪试验,固结试验,三轴试验,结构性表征,硬化土模型

来源: 华中科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 华中科技大学

分类号: TU43

DOI: 10.27157/d.cnki.ghzku.2019.003366

总页数: 101

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花岗岩残积土结构性表征及硬化土模型参数分析

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