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《合肥工业大学》 2017年
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钙质结核土细观结构要素与抗剪强度关系的研究

胡雪婷  
【摘要】:安徽淮北平原广泛分布着钙质结核,主要存在于粉质粘土和粘土层中,是我国钙质结核土的典型分布区。淮北平原钙质结核土其特有的细粒(粘粒、粉粒)-粗粒(钙质结核)结构与一般粘性土迥然不同,具有独特的物质组成和结构构造,是一种区域性特殊土。目前,国内外对钙质结核土的工程地质性质的研究较少。据此,本文针对不同结核含量、粒径的钙质结核土体在不同含水率的情况下进行了三轴压缩试验,研究了钙质结核土细观结构要素——结核的含量和粒径对钙质结核土强度的影响。研究结果表明:(1)由于结核的存在,钙质结核土应力-应变曲线不是十分光滑,出现局部波动情况;应力-应变曲线初期变形较大,并且随着结核粒径的增大含量的增加并没有明显的线性关系;而应力-应变曲线随着结核粒径的增大、含量的增加提前进入弹塑性变形阶段,峰值主应力差也随之增加。(2)结核的存在确实在土体中起到了骨架作用,随着粒径的增大和含量的增加,这种骨架作用明显增强,宏观上表现为抗剪强度的增加。(3)在不同含水率情况下,结核在土体中所起到的骨架作用有所不同。结核粒径较小时,结核在不同含水率情况下对土体的抗剪强度影响不明显;结核粒径较大时,含水率高于或者低于天然含水率时,结核在土体所起到的骨架作用强于天然含水率下的情形。
【关键词】:钙质结核土 三轴压缩试验 细观结构 应力应变特性 抗剪强度
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU43
【目录】:
  • 致谢7-8
  • 摘要8-9
  • ABSTRACT9-15
  • 第一章 绪论15-20
  • 1.1 概述15-16
  • 1.2 钙质结核土的研究现状及存在的问题16-18
  • 1.3 本文主要的研究内容与工作18-19
  • 1.4 技术路线19-20
  • 第二章 淮北平原钙质结核土的介绍20-25
  • 2.1 淮北钙质结核土的成因20-21
  • 2.2 淮北钙质结核土的类型21-22
  • 2.3 淮北平原钙质结核土的分布规律22-23
  • 2.4 钙质结核土的结构23-24
  • 2.5 试验土样的来源24-25
  • 第三章 钙质结核土的三轴压缩试验研究25-35
  • 3.1 三轴压缩实验25-30
  • 3.1.1 试验方案的设计25-26
  • 3.1.2 试验仪器与装置26-27
  • 3.1.3 试验土样的制备27-29
  • 3.1.4 试验操作步骤29-30
  • 3.2 实验结果分析30-34
  • 3.2.1 试验数据整理31-32
  • 3.2.2 抗剪强度指标的获取32-34
  • 3.3 本章小结34-35
  • 第四章 基于三轴压缩实验钙质结核土应力-应变曲线特性研究35-55
  • 4.1 钙质结核土应力-应变特性35-46
  • 4.1.1 钙质结核含量对钙质结核土应力-应变特性的影响规律36-37
  • 4.1.2 钙质结核粒径对钙质结核土应力-应变特性的影响规律37-38
  • 4.1.3 含水率对钙质结核土应力-应变特性的影响规律38-46
  • 4.2 Duncan-Chang模型和应变软化模型46-53
  • 4.2.1 Duncan-Chang模型简介46-49
  • 4.2.2 Duncan-Chang模型模拟结果及适用性49-53
  • 4.3 本章小结53-55
  • 第五章 结合颗粒流方法分析钙质结核土的强度特性55-67
  • 5.1 颗粒流方法简介55-56
  • 5.2 颗粒流模拟结果56-62
  • 5.2.1 结核粒径对土体的影响58-59
  • 5.2.2 结核粒径对抗剪强度的影响59-60
  • 5.2.3 结核含量对土体的影响60-61
  • 5.2.4 结核含量对钙质结核土抗剪强度的影响61-62
  • 5.3 含水率对钙质结核土抗剪强度的影响62-66
  • 5.4 本章小结66-67
  • 第六章 结论与展望67-69
  • 6.1 本文主要的结论67-68
  • 6.2 对今后研究工作的展望68-69
  • 参考文献69-73
  • 附录1 安徽蒙城城关某工地钙质结核土开挖剖面照片73-74
  • 附录2 安徽蒙城城关某工地钙质结核土平面照片74-75
  • 附录3 各种类型的钙质结核照片75-76
  • 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况76-77

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