模擬干濕循環(huán)及低應力條件的膨脹土抗剪強度試驗研究
本文選題:膨脹土邊坡 切入點:干濕循環(huán) 出處:《長沙理工大學》2014年碩士論文 論文類型:學位論文
【摘要】:大氣干濕循環(huán)作用下膨脹土邊坡破壞多呈淺層性,穿越膨脹土分布區(qū)新建公路經歷一個雨季后挖方邊坡常連片滑坍,造成巨大工程、經濟損失并帶來沿線嚴重生態(tài)環(huán)境破壞甚至水土流失。研究并獲得這種淺層破壞規(guī)律、提出有效的工程處治方法既十分迫切又特別重要。對此,本文依托國家自科基金和南寧外環(huán)膨脹土路基處治兩項目,開展模擬干濕循環(huán)及低應力條件的膨脹土抗剪強度試驗研究。首先,通過分析膨脹土邊坡淺層坍滑破壞的外部原因,認定必須改變常規(guī)試驗方法以真實模擬邊坡破壞的低應力條件及經歷的干濕循環(huán)過程,提出改進剪切試驗設計及施測方法,自制了配套小型制樣儀并論證實施慢剪的試驗方案。按設定方案在直剪儀上系統(tǒng)開展南寧外環(huán)膨脹土慢剪試驗,獲得干濕循環(huán)下原狀、重塑樣的系列測試結果,論證了含低應力條件的合理性以及分高、低應力段定強度指標反映膨脹土強度非線性特點的必要性;還研究了干濕循環(huán)效應對膨脹土強度衰減的影響,驗證了新試驗法的合理有效性。為進一步檢驗新法試驗的普遍合理性,取百色、北京西六環(huán)膨脹土做相同試驗,分析對比三土樣測試數據,結果表明:干濕循環(huán)效應對各種膨脹土的影響相近,抗剪強度均宜分段表達;相同條件下三土樣測得的最終強度值均降至同一區(qū)間;c值隨循環(huán)次數衰減呈指數函數變化,而φ值降幅不顯著;還探討了膨脹土強度衰減的基本原因。最后,將實測參數帶入FLAC2D模型開展南寧外環(huán)一膨脹土坡數值模擬,得到淺層破壞結果與實際相符;此外還用灰色關聯(lián)度法分析了影響c值衰減的因素排序。研究結論對分析膨脹土邊坡的穩(wěn)定性有重要參考價值。
[Abstract]:The damage of expansive soil slope under the action of dry and wet circulation in the atmosphere is mostly shallow. After a rainy season, the excavated slope often slides and collapses through the newly built highway in the expansive soil distribution area, which results in a huge project. Economic loss and serious ecological environment damage and even soil and water loss along the route. It is very urgent and especially important to study and obtain this shallow damage law and put forward effective engineering treatment methods. In this paper, based on the two projects of National Self-science Foundation and Nanning Extra-ring expansive soil subgrade treatment, the shear strength of expansive soil under simulated dry and wet cycles and low stress conditions is studied. Firstly, the external causes of shallow collapse failure of expansive soil slope are analyzed. It is concluded that it is necessary to change the conventional test method to simulate the low stress condition of slope failure and the dry and wet cycle process, and the improved shear test design and test method are put forward. A series of test results of undisturbed and remolded samples under dry and wet cycles were obtained by self-made small scale samplers and demonstration of the test scheme of slow shear, which was carried out systematically on the direct shear apparatus in Nanning outer ring under dry and wet cycles. The reasonableness of the condition with low stress and the necessity of reflecting the nonlinear characteristics of strength of expansive soil with the constant strength index of high stress and low stress are demonstrated, and the influence of dry-wet cycle effect on strength attenuation of expansive soil is also studied. The reasonable validity of the new test method has been verified. In order to further test the universal rationality of the new test, Baise, Beijing West sixth Ring expansive soil is used to do the same test, and the test data of three soil samples are analyzed and compared. The results show that the effect of dry-wet cycle on various expansive soils is similar, and the shear strength should be expressed in sections, and the final strength values of the three soil samples are reduced to the same interval, and the values of c decrease with the number of cycles. The decrease of 蠁 value is not significant, the basic reason of strength attenuation of expansive soil is also discussed. Finally, the measured parameters are introduced into the FLAC2D model to simulate the slope of the expansive soil around the outer ring of Nanning, and the results of shallow failure are in agreement with the actual situation. In addition, the grey correlation degree method is used to analyze the order of factors affecting the attenuation of c value, and the results are of great reference value to the analysis of the stability of expansive soil slope.
【學位授予單位】:長沙理工大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2014
【分類號】:U412.221
【共引文獻】
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,本文編號:1605014
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