南宁非饱和膨胀土流变特性试验分析word论文.docx

摘 要
基于国内外关于土流变的研究现状,在综合分析的基础上,结合国家自然科学基金资助项目和湖南省自然科学基金资助项目,本文开展了对南宁膨胀土流变特性的研究。通过室内试验、理论分析和数值分析相结合的方法进行了研究,主要取得了如下几方面的结论和创新性研究成果:
1)以南宁非饱和膨胀土为研究对象,采用分别加载、分级加载、和预压-卸载-再加载的试验研究方法,得到了如下压缩蠕变特性的研究
成果:
○1 在分别加载试验中,土体蠕变曲线在没有考虑膨胀变形的影响时呈衰减蠕变;在分级加载试验中,土体蠕变曲线只有在低含水率和
高应力作用下才呈非衰减蠕变。
○2 在分别加载试验中,土体瞬时应变与荷载之间呈二次曲线关系; 在同一荷载作用下,土体在分别加载条件下的瞬时变形量比分级加载的大,但分级加载的累积变形量却要比分别加载的大。
○3 在预压-卸载-再加载的试验中,土体蠕变曲线在低含水率和高
应力作用下呈非衰减蠕变,且预压压力越大非衰减加速蠕变现象越明显。
○4 土样的终应变随着预压压力的增大而减小,随着含水率的增大而增大。
2)研究了南宁非饱和膨胀土在不同垂直压力作用下的剪切蠕变特性和长期强度特性,得到如下研究结果:
○1 当剪切荷载小于 时,土样蠕变曲线呈衰减蠕变;当剪切荷载大于 时,土样蠕变曲线呈非衰减加速蠕变。
○2 竖向荷载为 50kPa 和 100kPa 时,土样在剪切荷载加到
后分别在第 60min 和第 360min 时出现突然被剪坏的现象。
○3 竖向荷载为 200kPa 和 300kPa 时,土样在剪切荷载加到 170kPa
之后出现了明显的加速蠕变阶段。
○4 在含水率为 16% 的条件下土样的长期强度约为短期强度的 %。
3)研究了不同含水率条件下的南宁非饱和膨胀土的应力松弛特性,
得出如下结论:
I
○1 南宁非饱和膨胀土的应力松弛曲线属于非完全衰减型,应力随时间的增加逐渐减小并趋于一个稳定值,松弛曲线可以分为明显的 3 个阶段:加速松弛阶段、匀速松弛阶段和稳定松弛阶段。
○2 当含水率为 16%时, 应力-应变曲线呈线性关系;当含水率为
%和 %时,应力-应变曲线呈非线性关系。
○3 得出的 K-H 体本构方程的拟合曲线与实测曲线有较好的拟合度,能够较好的反映南宁非饱和膨胀土的应力松弛特性。
4)通过对南宁膨胀土和株洲红粘土在相同试验条件下进行的一系
列对比试验,得出如下结论:
○1 膨胀土的蠕变曲线在低含水率和高应力作用的条件下呈非衰减蠕变,红粘土的蠕变曲线都为衰减蠕变,所以南宁膨胀土的加速蠕变现象比株洲红粘土明显。
○2 在相同含水率条件下,膨胀土的终应变均比红粘土的终应变大;
在低含水率和低竖向荷载作用的条件下,膨胀土的回弹量要比红粘土的大。
关键词:膨胀土,流变,非线性,K-H 模型
II
ABSTRACT
Basing on present studies on rheological characteristics of soil at home and abroad, and together prehensive analysis, this dissertation carries out relevant studies on rheology behaviors of expansive soils, which is supported by the National Natural Science Project Fund and Hunan Province Natural Science Fund. By means of tests in-doors, theoretical analysis and numerical analysis, the research work has been plished with the following achievements:
The soil sample is Nanning unsaturated expansive soils, which underwent different load tests in terms of separate-loading, step-loading
and preloading-unloading-secondary loading. The results show the pression creep characteristics:
○1 Decay creep curves are found in separate-loading tests fo