凍土作為一種非常特殊的巖土,分布的范圍很廣,主要在中國西北的大部分地區(qū),由于其自身具有特殊的性質(zhì),在各種工程建設(shè)中會(huì)容易出現(xiàn)各式各樣的工程問題。在如今能源礦產(chǎn)資源貧乏的時(shí)代,礦物資源的開發(fā)是發(fā)展當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)和維持社會(huì)正常運(yùn)行的必要之舉。最近這些年,我國加強(qiáng)了對(duì)西部地區(qū)的開發(fā),修建了很多例如水利、民用建筑及公路鐵路等工程,這些許多分布在凍土區(qū)域上,所以就必須對(duì)由工程建筑物與凍土之間互相的作用進(jìn)行深入研究。本論文課題提出的關(guān)于凍土地基承載力的研究,對(duì)保證凍土地區(qū)工程建設(shè)的安全性、穩(wěn)定性及耐久性有很大的現(xiàn)實(shí)意義。本文首先分析國內(nèi)與國外學(xué)者專家此前對(duì)地基承載力的研究現(xiàn)狀,進(jìn)行了凍結(jié)粘土的力學(xué)性能試驗(yàn),并且通過安徽理工大學(xué)凍土所自主研制的人工凍土凍結(jié)試驗(yàn)平臺(tái),采用模型試驗(yàn)方法模擬現(xiàn)場(chǎng)原位荷載試驗(yàn)。試驗(yàn)分為兩個(gè)階段,開始階段為凍結(jié)粘土階段,第二階段是測(cè)得凍粘土地基承載力階段。用相似理論模型試驗(yàn)?zāi)M凍土地基在現(xiàn)實(shí)中的凍結(jié)過程,并在凍結(jié)前后測(cè)得其地基承載力。利用不同溫度的酒精進(jìn)入凍結(jié)管控制地基土的溫度變化,左右兩個(gè)千斤頂分級(jí)施加荷載,得出溫度為0℃和-15℃的P-S曲線,為人工凍土地基承載力提供了試驗(yàn)基礎(chǔ)。大型有限元分析軟件ANSYS不僅可以模擬復(fù)雜的邊界條件,而且可以設(shè)置選擇不同的荷載條件和材料特性,本文利用ANSYS軟件的熱力學(xué)分析功能和結(jié)構(gòu)靜力分析功能,建立地基土凍結(jié)溫度場(chǎng)模型,所建模型與室內(nèi)試驗(yàn)?zāi)Ｐ统叽缦嗤?并選擇合適的網(wǎng)格進(jìn)行合理劃分,采用恰當(dāng)?shù)那䴗?zhǔn)則,對(duì)均質(zhì)地基在凍結(jié)溫度下的極限承載力進(jìn)行了數(shù)值模擬,這對(duì)在實(shí)際工程中應(yīng)對(duì)凍土問題有很好的參考價(jià)值。
【學(xué)位單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU445
【部分圖文】：

2.1.1 試驗(yàn)理論與目的界限含水率是黏性土用于分類和評(píng)價(jià)一項(xiàng)很重要的物理指標(biāo)，是地基承載力計(jì)算中必不可少的試驗(yàn)項(xiàng)目。試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確率關(guān)系到地基承載力計(jì)算的準(zhǔn)確率。它可以直白的反映出黏性土的組成成分，并應(yīng)用于土的種類劃分。土中的黏土顆粒的含量、親水礦物的所占比例、有機(jī)物質(zhì)的存在和孔隙水的多少是影響土的界限含水率的幾項(xiàng)重要因素[42]。界限含水率又稱為稠度界限，表征黏土在某一含水率下的狀態(tài)。在工程應(yīng)用中，常常用堅(jiān)硬、可塑或流塑等專業(yè)術(shù)語進(jìn)行描述土所處的狀態(tài)，液性界限簡(jiǎn)稱為液限，塑性界限簡(jiǎn)稱為塑限，收縮界限簡(jiǎn)稱為縮限。液限是指土體由粘滯液體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎硿苄誀顟B(tài)的一種界限含水率，處于該界限的土體其抗剪強(qiáng)度最小。塑限是土體從塑性狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍腆w狀態(tài)時(shí)的界限含水率。對(duì)于粘性土來說，液限和塑限這兩個(gè)指標(biāo)是非常重要的，不僅僅判斷土體的狀態(tài)還可以反映出含水量對(duì)土體性質(zhì)的影響[43]。

2.1.1 試驗(yàn)理論與目的界限含水率是黏性土用于分類和評(píng)價(jià)一項(xiàng)很重要的物理指標(biāo)，是地基承載力計(jì)算中必不可少的試驗(yàn)項(xiàng)目。試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確率關(guān)系到地基承載力計(jì)算的準(zhǔn)確率。它可以直白的反映出黏性土的組成成分，并應(yīng)用于土的種類劃分。土中的黏土顆粒的含量、親水礦物的所占比例、有機(jī)物質(zhì)的存在和孔隙水的多少是影響土的界限含水率的幾項(xiàng)重要因素[42]。界限含水率又稱為稠度界限，表征黏土在某一含水率下的狀態(tài)。在工程應(yīng)用中，常常用堅(jiān)硬、可塑或流塑等專業(yè)術(shù)語進(jìn)行描述土所處的狀態(tài)，液性界限簡(jiǎn)稱為液限，塑性界限簡(jiǎn)稱為塑限，收縮界限簡(jiǎn)稱為縮限。液限是指土體由粘滯液體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎硿苄誀顟B(tài)的一種界限含水率，處于該界限的土體其抗剪強(qiáng)度最小。塑限是土體從塑性狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍腆w狀態(tài)時(shí)的界限含水率。對(duì)于粘性土來說，液限和塑限這兩個(gè)指標(biāo)是非常重要的，不僅僅判斷土體的狀態(tài)還可以反映出含水量對(duì)土體性質(zhì)的影響[43]。

圖 3 圓錐下沉深度與含水率關(guān)系曲線Fig3 Relation curve of depth and water content of conical sinking驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算過程圖 3 中分析出，圓錐入土深度為 17mm 對(duì)應(yīng)含水率 41.9%為樣土的度為 2mm 處的相應(yīng)含水率 19.0%為塑限。性指數(shù)pI計(jì)算公式：pLpI w w中，pI—塑性指數(shù)；Lw —液限（%）；pw—塑限（%）性指數(shù)LI 計(jì)算公式：popLIwwI 中，LI —液性指數(shù)；0w —天然含水率
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2860934