【摘要】：天然砂礫土的壓縮性很低,抗剪強(qiáng)度大且變形模量較高,具有便于就地取材、因地制宜、造價(jià)便宜和易于施工等優(yōu)點(diǎn),因而被廣泛應(yīng)用于面板砂礫石壩、人工填海和高速公路路基的土方填筑。由于土體剪脹特性的復(fù)雜性,在粘土和砂土這方面的研究尚未取得一致認(rèn)識,且目前有關(guān)土的剪脹特性的研究主要針對黏土、砂土等,粗粒土以堆石料為主,對砂礫土剪脹特性的研究較少。另一方面,由于試驗(yàn)設(shè)備條件的限制,進(jìn)行三軸固結(jié)排水剪切試驗(yàn)必須對現(xiàn)場顆粒級配進(jìn)行縮尺,因此室內(nèi)縮制試樣料級配和現(xiàn)場原筑壩料級配之間必然存在一定的物理力學(xué)性質(zhì)差異,表現(xiàn)出物理力學(xué)性質(zhì)的尺寸相關(guān)性即縮尺效應(yīng)。目前有關(guān)縮尺效應(yīng)問題的研究雖然不少,但是均缺乏系統(tǒng)性,對砂礫土剪脹特性及縮尺效應(yīng)的研究更是存在許多不明確的地方。針對上述問題,本文對砂礫土的剪脹特性以及縮尺效應(yīng)進(jìn)行深入的研究,分析砂礫土的剪脹性與圍壓及試樣平均粒徑之間的關(guān)系,并檢驗(yàn)了Rowe剪脹方程、Nova剪脹方程對砂礫土的適用性。最后,考慮縮尺效應(yīng)的影響,提出了修正的剪脹方程并檢驗(yàn)了修正剪脹方程的適用性,對建立考慮縮尺效應(yīng)的砂礫土彈塑性本構(gòu)模型具有重要意義。本文的研究內(nèi)容及得出的主要結(jié)論有:(1)采用不同尺寸的三軸剪切儀,按3種不同初始孔隙比開展了不同圍壓下的固結(jié)排水剪切試驗(yàn),研究了縮尺效應(yīng)對砂礫土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:在相同初始孔隙比和相同圍壓的試驗(yàn)條件下,不同試樣尺寸的三軸試驗(yàn),縮尺效應(yīng)主要體現(xiàn)在對峰值強(qiáng)度和初始模量的影響,隨著試樣平均粒徑的越小,峰值強(qiáng)度和初始模量先減小再增大,對殘余強(qiáng)度的影響不大。(2)采用本文中砂礫土試驗(yàn),對砂礫土的剪脹性大小與圍壓及試樣平均粒徑之間的關(guān)系進(jìn)行研究分析。試驗(yàn)結(jié)果表明:砂礫土的剪脹性與圍壓之間均存在較好的線性關(guān)系;隨著平均粒徑的減小,砂礫土的剪脹性先減小再增大。(3)采用本文中砂礫土試驗(yàn),研究了剪脹率和應(yīng)力比關(guān)系,檢驗(yàn)Rowe剪脹方程、Nova剪脹方程對砂礫土剪脹關(guān)系的適用性。試驗(yàn)結(jié)果表明:Nova剪脹方程較Rowe剪脹方程能夠更好的描述砂礫土剪脹率和應(yīng)力比關(guān)系。(4)采用不同尺寸的三軸剪切儀對砂礫土的剪脹特性進(jìn)行研究,考慮縮尺效應(yīng)的影響,修正了Nova剪脹方程。結(jié)果表明,考慮縮尺效應(yīng)后,不同尺寸試樣的剪脹關(guān)系具有較好的一致性,修正剪脹方程能夠較好的描述不同尺寸試樣的剪脹關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU43

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2600721