膨脹土對(duì)水分極其敏感,其通常具有長(zhǎng)期潛在危險(xiǎn)的破壞特點(diǎn),所以針對(duì)這種“問(wèn)題土”的研究已成為不容忽視的課題。本文以某山區(qū)機(jī)場(chǎng)高填方跑道路基中的膨脹土為研究對(duì)象,通過(guò)室內(nèi)模型試驗(yàn)和水-熱耦合數(shù)值模型計(jì)算探究實(shí)際工程中由于施工工藝或環(huán)境因素導(dǎo)致的高填方體碾壓后不同層存在壓實(shí)度梯度和含水量梯度情況下的水分遷移規(guī)律,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究在凍融循環(huán)作用下膨脹土的強(qiáng)度變化規(guī)律,為防治凍融循環(huán)作用下膨脹土路基的工程問(wèn)題提供研究支撐。論文的主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:（1）模型試驗(yàn)系統(tǒng)的研發(fā)與驗(yàn)證。根據(jù)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)要求,研發(fā)了非飽和土水分遷移試驗(yàn)裝置,該試驗(yàn)裝置在研究非飽和路基土?xí)r重點(diǎn)需要滿(mǎn)足以下幾個(gè)要求,可控制溫度梯度、上覆壓力和補(bǔ)水條件,且具備數(shù)據(jù)采集裝置。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)嘗試,形成了一套系統(tǒng)的試驗(yàn)操作方法和步驟,在節(jié)省試驗(yàn)時(shí)間的同時(shí)盡可能減小試驗(yàn)誤差。（2）水分遷移模型試驗(yàn)研究。進(jìn)行室內(nèi)模型試驗(yàn),分別進(jìn)行3次凍融循環(huán)試驗(yàn),模擬4種實(shí)際工程中的情況,即試樣頂端不存在上覆荷載、試樣頂端存在上覆荷載、試樣存在含水量梯度和試樣存在壓實(shí)度梯度。根據(jù)測(cè)量不同時(shí)間點(diǎn)的各測(cè)點(diǎn)的溫度、含水量以及試樣體積的變化數(shù)據(jù),探究?jī)鋈谶^(guò)程... 

【文章來(lái)源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

典型土-水特征曲線(xiàn)（SWCC）

3凍融作用下非飽和土水分遷移室內(nèi)模型試驗(yàn)153凍融作用下非飽和土水分遷移室內(nèi)模型試驗(yàn)室內(nèi)水分遷移模型試驗(yàn)是研究水分遷移規(guī)律的最直接有效地手段，在可控制可設(shè)置的條件下進(jìn)行相關(guān)影響因素對(duì)試驗(yàn)影響的研究。本章中，組裝和驗(yàn)證了可用來(lái)研究?jī)鋈谘h(huán)作用下非飽和水分遷移規(guī)律的試驗(yàn)裝置，結(jié)合土樣基本性質(zhì)測(cè)試結(jié)果，進(jìn)行室內(nèi)凍融循環(huán)模型試驗(yàn)。測(cè)定凍融循環(huán)過(guò)程中試樣溫度嘗水分場(chǎng)和位移場(chǎng)的變化情況，探究上覆荷載、含水量梯度和壓實(shí)度梯度對(duì)水分遷移規(guī)律的影響。3.1室內(nèi)凍融裝置在之前學(xué)者研發(fā)的非飽和土水汽遷移試驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上，結(jié)合本論文試驗(yàn)需要研發(fā)和改裝完成了室內(nèi)凍融循環(huán)試驗(yàn)裝置，裝置示意圖如圖3-1所示，該裝置包含水分遷移桶、頂部溫控裝置、底部溫控裝置、溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集器、水分測(cè)定儀、位移計(jì)、隔熱層和配重。圖3-1室內(nèi)凍融裝置示意圖Fig.3-1Schematicdiagramofindoorfreeze-thawmodel水分遷移桶為高度500mm，內(nèi)徑110mm、外徑120mm的有機(jī)玻璃圓桶，如圖3-2所示。圓桶外壁有3道箍環(huán)，目的為增強(qiáng)側(cè)壁的抗拉性能，防止在試驗(yàn)過(guò)程中由于試樣土

西安理工大學(xué)工程碩士專(zhuān)業(yè)學(xué)位論文16體凍脹導(dǎo)致桶壁開(kāi)裂。桶壁左右兩側(cè)對(duì)應(yīng)位置各有11個(gè)直徑為10mm的圓孔，從125mm開(kāi)始每隔25mm有一個(gè)，用于溫度傳感器和水分測(cè)定儀的插入，如圖3-2所示。溫控裝置由制冷器和定制鐵桶組成，用于真實(shí)模擬實(shí)際工程中的氣候溫度條件，在實(shí)際工程中淺層的路基土受外界氣候影響非常大，所以室內(nèi)試驗(yàn)在進(jìn)行過(guò)程中應(yīng)當(dāng)真實(shí)模擬工程條件，以便試驗(yàn)得出更適用于工程參考的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐指導(dǎo)。本文中頂部溫度和底部溫度均為恒溫，頂部溫控裝置放置于模型體的上部，底部溫控裝置放置于模型體的底部，側(cè)壁絕熱，達(dá)到單向控溫的試驗(yàn)條件。水分測(cè)定儀選用的是JK-100系高周波水分儀，由感應(yīng)探針、顯示屏、調(diào)零旋鈕、開(kāi)關(guān)機(jī)鍵和檔位旋鈕組成，可根據(jù)被測(cè)物的不同選擇不同的檔位。測(cè)量范圍為%1000，精度為%1，分辨率為0.01%，響應(yīng)時(shí)間為s1，可以在試驗(yàn)過(guò)程中快速準(zhǔn)確的讀取含水量數(shù)值。試驗(yàn)溫度獲取為溫度傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換器將數(shù)據(jù)傳入電腦。溫度傳感器選用RS485輸出信號(hào)傳感器，測(cè)量范圍為8040℃℃，精度為2.0℃，分辨率1.0℃，響應(yīng)時(shí)間＜s1.0，具有精度高，響應(yīng)快。輸出穩(wěn)定的特點(diǎn)，并且該類(lèi)傳感器受土壤含鹽量影響較小，適用于各種土質(zhì)。試驗(yàn)中將傳感器并聯(lián)通過(guò)RS485轉(zhuǎn)USB正確連接電腦后，便可從電腦中獲取試驗(yàn)中各測(cè)點(diǎn)在不同時(shí)間點(diǎn)的溫度變化。圖3-2水分遷移桶示意圖Fig.3-2Diagramwatertransferbucket

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]季節(jié)凍土水分遷移的機(jī)理及數(shù)值模擬[D]. 原國(guó)紅.吉林大學(xué) 2006

碩士論文
[1]非飽和黃土水熱耦合數(shù)值模擬研究[D]. 郝超.西安理工大學(xué) 2017
[2]凍融循環(huán)對(duì)黃土結(jié)構(gòu)性的影響[D]. 薛婷.西安理工大學(xué) 2017
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本文編號(hào)：3502795