本文關(guān)鍵詞：土石混填路基工程特性及其穩(wěn)定性分析　出處：《湖南大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：土石混填體是一種由土體和塊石混合形成的非均質(zhì)散體材料,廣泛應(yīng)用于山區(qū)、丘陵地帶的公路建設(shè)之中,其工程力學(xué)特性也備受人們的關(guān)注。由于該材料具有物質(zhì)組成的復(fù)雜性,結(jié)構(gòu)分布的不規(guī)則性,給其工程力學(xué)特性研究和工程應(yīng)用帶來了極大的困難。國內(nèi)外眾多學(xué)者對其力學(xué)特性、路用性能等進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)與理論研究,也得出了較多的研究成果。但各研究成果之間難以互相對比,且在工程實(shí)踐中還存在著較多的問題和不足,有待于進(jìn)一步完善和發(fā)展。首先,對土石混填體的路用性能進(jìn)行研究,主要包括土石混填體的顆粒組成、顆粒級配以及擊實(shí)特性等。由此了解土石混填體的路用性質(zhì),并獲得不同顆粒組成條件下的壓實(shí)最佳含水率與最大干密度,為后續(xù)的土石混填體大型直剪試驗(yàn)的試樣制作提供依據(jù)。其次,基于室內(nèi)大型直剪試驗(yàn),在前人研究的基礎(chǔ)上,考慮級配參數(shù)的影響,通過控制試樣質(zhì)量與體積達(dá)到試驗(yàn)所需的壓實(shí)度水平,分析了各主要參數(shù)對土石混填體抗剪強(qiáng)度的影響規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明:在級配良好的情況下,含石量在50%~80%范圍內(nèi),土石混填體的抗剪強(qiáng)度隨著含石量的增加而增加。基于matlab多元線性回歸分析,得出了各因素對土石混填體抗剪強(qiáng)度影響程度的主次順序?yàn)?含石量含水率壓實(shí)度不均勻系數(shù)曲率系數(shù),通過非線性回歸分析得到了其抗剪強(qiáng)度關(guān)于各因素的擬合公式,且相關(guān)指數(shù)R2大于0.9。最后,利用直剪試驗(yàn)得出的土石混填體抗剪強(qiáng)度指標(biāo),基于強(qiáng)度折減有限元法對土石混填體路基邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析,并探討不同含石量情況對土石混填體路基邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)和最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的影響。得到如下結(jié)論:隨著土石混填體含石量的增加,邊坡進(jìn)入極限狀態(tài)時(shí)的最大應(yīng)力值和最大拉應(yīng)力值在逐漸增大,而其最大塑性應(yīng)變與最大位移值均逐漸減小。邊坡的安全系數(shù)也隨含石量的增加而逐漸提高,呈現(xiàn)非線性增長趨勢,且當(dāng)土石混填體的含石量從50%增長到60%時(shí),路基邊坡安全系數(shù)的提高較為明顯。
[Abstract]:Soil-rock fill is a kind of heterogeneous bulk material formed by mixing soil and rock. It is widely used in highway construction in mountainous and hilly areas. Due to the complexity of the material composition and the irregularity of the structure distribution, the engineering mechanical properties of the material are also concerned. Many scholars at home and abroad have carried out a series of experimental and theoretical research on its mechanical properties and road performance. Also got more research results. But the research results are difficult to compare with each other, and there are still many problems and deficiencies in engineering practice, which need to be further improved and developed. First of all. The road performance of soil-rock mixed fill is studied, including the particle composition, particle gradation and compaction characteristics of soil-rock mixed fill, and the road properties of soil-rock mixed fill are understood. The optimum moisture content and maximum dry density of compaction under different particle composition conditions are obtained, which provides the basis for the subsequent large-scale direct shear test of earth-rock fill. Secondly, it is based on indoor large-scale direct shear test. On the basis of previous studies, considering the influence of gradation parameters, the quality and volume of the sample are controlled to reach the required compaction level of the test. The influence of main parameters on the shear strength of earth-rock mixed fill is analyzed. The experimental results show that the rock content is in the range of 50% or 80% under the condition of good gradation. The shear strength of earth-rock mixed fill increases with the increase of rock content, based on matlab regression analysis. It is concluded that the primary and secondary order of the influence of various factors on the shear strength of the earth-rock mixed fill is: the coefficient of curvature of the uneven coefficient of compaction of the water content of the rock content. Through nonlinear regression analysis, the fitting formula of shear strength on various factors is obtained, and the correlation index R2 is greater than 0.9.Finally, the shear strength index of earth-rock mixed fill is obtained by direct shear test. Based on the strength reduction finite element method, the stability of embankment slope is analyzed. The influence of different rock content on the stability safety factor and the most dangerous sliding surface of the embankment slope is discussed. The conclusion is as follows: with the increase of the rock content of the earth-rock mixed fill. When the slope enters the limit state, the maximum stress value and the maximum tensile stress value are gradually increasing, while the maximum plastic strain and the maximum displacement value are gradually decreasing. The safety factor of the slope also increases with the increase of the rock content. The slope safety factor of embankment slope is improved obviously when the rock content of soil and rock mixed fill increases from 50% to 60000.
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U416.1

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本文編號：1389333