【摘要】：天然砂礫土的壓縮性很低,抗剪強度大且變形模量較高,具有便于就地取材、因地制宜、造價便宜和易于施工等優(yōu)點,因而被廣泛應用于面板砂礫石壩、人工填海和高速公路路基的土方填筑。由于土體剪脹特性的復雜性,在粘土和砂土這方面的研究尚未取得一致認識,且目前有關土的剪脹特性的研究主要針對黏土、砂土等,粗粒土以堆石料為主,對砂礫土剪脹特性的研究較少。另一方面,由于試驗設備條件的限制,進行三軸固結排水剪切試驗必須對現(xiàn)場顆粒級配進行縮尺,因此室內縮制試樣料級配和現(xiàn)場原筑壩料級配之間必然存在一定的物理力學性質差異,表現(xiàn)出物理力學性質的尺寸相關性即縮尺效應。目前有關縮尺效應問題的研究雖然不少,但是均缺乏系統(tǒng)性,對砂礫土剪脹特性及縮尺效應的研究更是存在許多不明確的地方。針對上述問題,本文對砂礫土的剪脹特性以及縮尺效應進行深入的研究,分析砂礫土的剪脹性與圍壓及試樣平均粒徑之間的關系,并檢驗了Rowe剪脹方程、Nova剪脹方程對砂礫土的適用性。最后,考慮縮尺效應的影響,提出了修正的剪脹方程并檢驗了修正剪脹方程的適用性,對建立考慮縮尺效應的砂礫土彈塑性本構模型具有重要意義。本文的研究內容及得出的主要結論有:(1)采用不同尺寸的三軸剪切儀,按3種不同初始孔隙比開展了不同圍壓下的固結排水剪切試驗,研究了縮尺效應對砂礫土應力應變關系的影響。試驗結果表明:在相同初始孔隙比和相同圍壓的試驗條件下,不同試樣尺寸的三軸試驗,縮尺效應主要體現(xiàn)在對峰值強度和初始模量的影響,隨著試樣平均粒徑的越小,峰值強度和初始模量先減小再增大,對殘余強度的影響不大。(2)采用本文中砂礫土試驗,對砂礫土的剪脹性大小與圍壓及試樣平均粒徑之間的關系進行研究分析。試驗結果表明:砂礫土的剪脹性與圍壓之間均存在較好的線性關系;隨著平均粒徑的減小,砂礫土的剪脹性先減小再增大。(3)采用本文中砂礫土試驗,研究了剪脹率和應力比關系,檢驗Rowe剪脹方程、Nova剪脹方程對砂礫土剪脹關系的適用性。試驗結果表明:Nova剪脹方程較Rowe剪脹方程能夠更好的描述砂礫土剪脹率和應力比關系。(4)采用不同尺寸的三軸剪切儀對砂礫土的剪脹特性進行研究,考慮縮尺效應的影響,修正了Nova剪脹方程。結果表明,考慮縮尺效應后,不同尺寸試樣的剪脹關系具有較好的一致性,修正剪脹方程能夠較好的描述不同尺寸試樣的剪脹關系。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU43

【參考文獻】

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本文編號：2600721