【摘要】：土的結構性主要包括土中顆粒的幾何特性和力學特性,這兩個方面是土的結構性研究中很重要的兩個部分。本文主要采用不同種類的顆粒材料人工膠結試樣進行三軸試驗,來模擬土的結構性中的膠結方面,以膠結材料在孔隙中的填充率的不同作為不同膠結量的指標,探究了不同膠結量等因素對不同種類顆粒材料人工膠結試樣的力學特性的影響。具體工作如下:首先采用不同比例的蠟和膨潤工作為膠結材料,直徑為3mm的等粒徑鋼珠和玻璃珠分別作為兩種不同的骨架顆粒材料,70%和80%兩種孔隙填充率作為控制條件試樣,然后進行常規(guī)三軸試驗。研究了 70%和80%不同孔隙填充率的條件下,孔隙比和含蠟率因素對強度的影響。然后再將強度和強度指標等試驗數(shù)據(jù)與90%孔隙填充率得出的試驗結果進行對比,揭示了其中的規(guī)律性。此外,在不含骨架顆粒的情況下,使用純膠結材料試樣進行常規(guī)三軸試驗,將得出的強度和抗剪強度指標的結果與含有骨架顆粒材料的結果進行對比,進而將球體顆粒和膠結材料對試樣強度的貢獻區(qū)分開來。通過以上試驗內(nèi)容,本文主要得到了以下結果:(1)鋼珠和玻璃珠人工膠結試樣的強度均隨著膠結量的增加而增加。在同種條件下,隨著圍壓增加,試樣應力應變的峰值強度也會增加。不同膠結量的條件下,含蠟率和孔隙比這兩個方面對試樣的力學特性也分別有著顯著的影響。(2)鋼珠和玻璃珠人工膠結試樣的粘聚力均是隨著膠結量的增加而增加。內(nèi)摩擦角受含蠟率的影響很大,含蠟率較低時,膠結量越大,內(nèi)摩擦角越大;含蠟率為100%時,膠結量越小,內(nèi)摩擦角越大。(3)純膠結材料所成試樣的強度、粘聚力和內(nèi)摩擦角遠小于三種膠結量條件下含有球體顆粒試樣的結果,說明了球體顆粒在試樣中主要起到了骨架支撐作用,說明這種人工膠結試樣試驗模擬膠結的正確性。
【圖文】：

2 試驗材料和研究方案本文主要研究膠結量對不同顆粒材料的力學特性的影響，需要進行一系列試包括：膠結材料在占孔隙體積為 70%和 80%條件下對鋼珠試樣力學特性的影響料在占孔隙體積為 70%和 80%條件下對玻璃珠試樣力學特性的影響；純膠結材學特性的研究。以下將對試驗方案以及將試驗所需要用到材料的自身特性進行介2.1 試驗材料的基本性質(zhì)2.1.1 骨架顆粒材料本文的采用鋼珠和玻璃珠兩種材料作為球形骨架顆粒材料，在試驗之前，需珠以及玻璃珠的體積、密度大小，以方便我們的具體試驗方案的定量計算。試驗統(tǒng)一采用直徑 d=3mm 鋼珠和玻璃珠，，如圖 2-1，所以每一個鋼珠或者玻璃珠其定值，根據(jù)V球=4/3×π×r3（2.1）得出每一個鋼珠或者玻璃珠的體積為 V球=0.014cm3。

2 試驗材料和研究方案。在我國，膨潤土主要分布丘陵地帶、山前緩坡以及河谷階地等區(qū)域，和花斑色，結構致密，常呈現(xiàn)為堅硬或者硬塑態(tài)。本文所采用的膨潤土驗測得的初始含水率為 6.02%，土粒比重為 2.7，。在本文不同體積的蠟樣制作過程中，膨潤土是要先進行在烘箱內(nèi) 48 小時的烘干操作，因為脹的特性，在無水條件下，本試驗所取的土的密度為 1.52 g/cm3。本文中所用的蠟為普通白蠟（圖 2-3），因為其熔點在 50-75℃之間，這內(nèi)很容易達到，所以在準備試驗方案時，為了便于計算和控制所需蠟的物理量是蠟的密度。為測量蠟的密度，本文進行了簡單的試驗，先取一質(zhì)量為 m蠟=12.97g，在量筒中加入水，其高度讀數(shù)為 31.00cm，將蠟放針將蠟壓入水中，直到水完全沒過白蠟，此時高度讀數(shù)為 44.45cm，通式：ρ m/（ 0 1） 計算求得本試驗所用蠟的密度為 ρ蠟=0.963g/cm3。
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU521

【參考文獻】

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4 蔣明鏡;張寧;金樹樓;;不同膠結寬度粒間膠結特性試驗研究[J];巖土力學;2015年04期

5 朱長歧;周斌;劉海峰;;膠結鈣質(zhì)土的室內(nèi)試驗研究進展[J];巖土力學;2015年02期

6 張成朋;楊貴;劉漢龍;孫逸飛;;玻璃球動彈性模量特性試驗和數(shù)值模擬研究[J];防災減災工程學報;2014年01期

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10 周雅萍;蔣明鏡;陳賀;;變膠結厚度下膠結顆粒微觀模型的初步研究[J];地下空間與工程學報;2011年05期

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3 馬國慶;擊實水泥土的工程特性及其微觀結構研究[D];揚州大學;2006年

本文編號：2643803