【摘要】：散體材料的強度特性是巖土工程領(lǐng)域一個重要的研究內(nèi)容,粒度分布作為散體材料的重要性質(zhì),是影響其強度特性的關(guān)鍵因素,但是現(xiàn)有的研究無法準(zhǔn)確的定量表示二者之間的關(guān)系。而雙分形維粒度分布模型作為一個新的粒度分布表達方法,其參數(shù)能全面的反映散體材料粒度分布的數(shù)學(xué)特性。因此,可以基于該模型的模型參數(shù)確定散體材料的粒度分布,再進行相應(yīng)試驗得到強度指標(biāo),從而來研究散體材料的強度特性并運用于工程實踐。本文旨在基于雙分形維粒度分布模型來進行散體材料的強度特性的研究與應(yīng)用。首先,引入雙分形維粒度分布模型,并基于該模型對含細(xì)粒土礫中的礫粒和砂粒的分形特性進行分析,其中礫粒組選用圓礫,砂粒組選用粗砂,基于該模型實現(xiàn)兩種材料的混合,通過五個主要模型參數(shù)對混合材料的粒度分布進行控制,從而可以得到不同粒度分布的試驗材料,在理論的基礎(chǔ)上實現(xiàn)將該模型運用于圓礫與粗砂混合材料強度特性的研究。然后,在給定該模型的級配參數(shù)條件下進行試樣的制備,將試樣按照固定的相對密度進行室內(nèi)大型直剪試驗。經(jīng)過大量的圓礫與粗砂混合材料的室內(nèi)大型直剪試驗及相應(yīng)對照和復(fù)核試驗,得到不同的五個模型參數(shù)變化下試樣的抗剪強度指標(biāo),及抗剪強度指標(biāo)和模型參數(shù)之間的定性關(guān)系。其次,采用MATLAB及其遺傳算法工具箱對本次試驗的數(shù)據(jù)進行分析,得到相應(yīng)的擬合公式。類比這一處理過程,進而基于雙分形粒度分布模型分析了三組散體材料模型參數(shù)和其滲透系數(shù)的關(guān)系,得到滲透系數(shù)用模型參數(shù)表示的統(tǒng)一形式。此過程成功的基于雙分形維粒度分布模型對散體材料的強度特性進行了研究。最后,基于散體材料強度特性的研究成果對東安石礦擋墻進行了重新設(shè)計,本設(shè)計結(jié)合雙分形維粒度分布模型的研究成果,不僅成功解決了東安石礦擋土墻的設(shè)計難點問題,也為類似的擋墻工程提供工程借鑒,為通過級配來評價散體材料的抗剪強度指標(biāo)提供理論參考。
【圖文】：

邐ｂ）支愾兄種級配粒料耵逡逑圖丨．２東安石礦擋墻逡逑如圖１．２邋（ａ）所示，為湖南省東安縣東安石礦的料倉，主休為漿砌片石彳＇ＩＩ：逡逑墻結(jié)構(gòu)。該擋墻建成２年后倒塌，倒塌照片如閣１．２（ｂ）所示。經(jīng)檢測了解到，該逡逑１逡逑

邐基于雙分形維粒度分布模型散體材料強度特性研究與應(yīng)用邐逡逑Ｍｊ邐顆�？傎|(zhì)量；逡逑Ｒｔ——篩分的顆粒的上限尺寸。逡逑上式中，己知Ｍ（ｒ＜／？）、ＭＴ、求分形維Ｄ的方法有兩種：（１）直接采用線逡逑性回歸擬合；（２）對上式兩邊取對數(shù)，然后進行非線性擬合。在本文第三章圓礫、逡逑粗砂、石英材料本身直剪試驗中，在已知分形維Ｄ、ＭＴ、時，可直接由上式推逡逑導(dǎo)出Ｍ（ｒ＜７？），從而得到每個粒徑范圍內(nèi)的顆粒的質(zhì)量，，在后文中會有更加詳細(xì)的逡逑介紹和求解。逡逑這里介紹一個簡單的基于分形的粒度分布分析，用單分形維粒度分布模型對逡逑其進行描述。從Ｅｒｇｕｌｅｒ１４８１在２０１６年發(fā)表的描述土壤粒度分布的定量方法及其應(yīng)逡逑用實例的文獻中，獲得各種粒度分布曲線并繪制在圖（２．１）中。從圖中可以看出逡逑和識別四種類型的粒度分布曲線形狀，分別被指定為凸形（１＃線），線形（２＃逡逑線），三線式（３＃線）和凹型（４＃線）。逡逑＂邋＂＂２邋ｍｍ邐４．７５邋ｍｍ邋７５邋ｍｍ逡逑
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU43

【參考文獻】

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本文編號：2680554