泥质岩开挖料填筑体变形特性试验研究

论文摘要

随着全面建成小康社会的推进,社会经济发展相对落后的西南地区已进入新的经济建设发展时期。西南地区的红层在我国极具代表性且分布面广,红层泥质岩作为西南地区工程建设中不可避免的工程材料,其变形特性尤为重要。为此,本文从现场岩样的物理力学特性分析入手,针对泥质岩开挖料填筑体颗粒形态特征和受荷变形特性做了一定研究。主要的研究工作与结论如下:(1)利用现场获取的原岩毛样制作的标准试样,对泥质岩岩石的物理特性及单轴压缩和三轴压缩力学特性进行了试验研究,发现泥质岩具有裂隙型的硬脆性特征,单轴抗压强度较低。(2)利用岩石标准试样,对泥质岩饱水变形特性进行了不同轴向荷载作用和侧向刚性约束条件下的恒载饱水蠕变试验研究,发现泥质岩岩石试样在自然恒载状态和饱水恒载状态下的轴向变形以瞬时变形为主;在饱水恒载状态下,岩样的膨胀变形在所受应力大于临界应力时,受应力大小控制,在所受应力小于临界应力时,受裂纹分布控制。(3)利用现场获取泥质岩土石料颗粒,对颗粒粒组分布分形和形态特征进行了数字图像分析,发现缩尺后颗粒粒组组成具有明显的分形结构,土石料分形结构越明显其填筑体越稳定;质量分形维数能够反映土石料级配,质量分形维数越大土石料大小越不均匀,反之亦然;颗粒粒径小于20mm时,各不同尺寸粒组之间圆度和轮廓分形维数未表现出递增或递减规律,颗粒的形态特征具有相近的特点;颗粒在粒径尺寸差值大时表现为粒径越大颗粒形态越不规则。(4)利用三种不同缩尺办法获得的土石料,对泥质岩土石料饱水变形特征进行了饱水填筑体小试样侧向刚性约束下的恒载蠕变试验研究,发现颗粒粒径在2～5mm之间不易破碎,处于相对稳定状态;试验前后土石料形态特征在正方形和3:1椭圆之间变化,颗粒形态处于较为稳定状态;泥质岩土石料在恒载饱水作用下与泥质岩岩样有相近的时间变形曲线,蠕变全过程变形主要由加载瞬时变形和加水瞬时变形引起,饱水对填筑体的变形稳定有不利作用。(5)利用现场获取泥质岩土石料均匀大颗粒,对颗粒形态变化规律和填筑体变形结构特征及规律进行了天然填筑体大试样侧向刚性约束下的压缩变形试验研究,发现泥质岩土石料填筑体变形的主要原因是颗粒空间结构破坏,次要原因是颗粒本身破坏;填筑体变形可以采用对数数学模型进行预测;工程填筑体级配参数设计可以参考均匀大颗粒填筑体压缩试验后第三层级配指标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 选题背景及研究意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 泥质岩结构与工程特性研究现状
•     1.2.2 泥质岩土石料粒径分布及颗粒形态特征研究现状
•     1.2.3 泥质岩土石料填筑体结构和变形与承载力及其影响因素研究现状
•     1.2.4 研究现状综述
•   1.3 研究目标与主要研究内容
•   1.4 研究方法与研究技术路线
• 第2章 泥质岩地质特征及结构分析
•   2.1 概述
•   2.2 泥质岩岩层地质结构特征
•   2.3 土石料粒径分布及颗粒形态特征分析简述
•   2.4 泥质岩土石料填筑体结构及其工后效应特征
•   2.5 小结
• 第3章 泥质岩物理力学特性研究
•   3.1 概述
•   3.2 泥质岩基本物理力学特性
•     3.2.1 制样及设备
•     3.2.2 单轴压缩试验结果及分析
•     3.2.3 三轴压缩试验结果及分析
•   3.3 泥质岩饱水物理力学特性试验研究
•     3.3.1 试验设备
•     3.3.2 试验过程
•     3.3.3 试验结果及分析
•   3.4 小结
• 第4章 泥质岩土石料填筑体饱水变形特性试验研究
•   4.1 概述
•   4.2 试验设备工作原理与试验设计
•   4.3 填筑体模拟试样制备与测试方案
•     4.3.1 试验用料
•     4.3.2 测试方案
•   4.4 试样颗粒形态特征
•     4.4.1 试验前颗粒形态特征
•     4.4.2 试验后颗粒形态特征
•   4.5 泥质岩土石料饱水变形试验分析
•   4.6 小结
• 第5章 泥质岩土石料天然填筑体变形特性试验研究
•   5.1 概述
•   5.2 试验设备工作原理与试验设计
•     5.2.1 试验设备及其原理
•     5.2.2 试验设计
•   5.3 试样颗粒形态特征及级配
•   5.4 泥质岩土石料填筑体变形试验分析
•     5.4.1 填筑体变形特性及其分析
•     5.4.2 填筑体变形后的颗粒特性及其分析
•   5.5 小结
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 文琪鑫

导师: 邓荣贵

关键词: 填筑体,级配,颗粒特征,缩尺试验,变形

来源: 西南交通大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 西南交通大学

分类号: TU45

DOI: 10.27414/d.cnki.gxnju.2019.000034

总页数: 79

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