【摘要】：土的結(jié)構(gòu)性主要包括土中顆粒的幾何特性和力學(xué)特性,這兩個(gè)方面是土的結(jié)構(gòu)性研究中很重要的兩個(gè)部分。本文主要采用不同種類的顆粒材料人工膠結(jié)試樣進(jìn)行三軸試驗(yàn),來模擬土的結(jié)構(gòu)性中的膠結(jié)方面,以膠結(jié)材料在孔隙中的填充率的不同作為不同膠結(jié)量的指標(biāo),探究了不同膠結(jié)量等因素對不同種類顆粒材料人工膠結(jié)試樣的力學(xué)特性的影響。具體工作如下:首先采用不同比例的蠟和膨潤工作為膠結(jié)材料,直徑為3mm的等粒徑鋼珠和玻璃珠分別作為兩種不同的骨架顆粒材料,70%和80%兩種孔隙填充率作為控制條件試樣,然后進(jìn)行常規(guī)三軸試驗(yàn)。研究了 70%和80%不同孔隙填充率的條件下,孔隙比和含蠟率因素對強(qiáng)度的影響。然后再將強(qiáng)度和強(qiáng)度指標(biāo)等試驗(yàn)數(shù)據(jù)與90%孔隙填充率得出的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比,揭示了其中的規(guī)律性。此外,在不含骨架顆粒的情況下,使用純膠結(jié)材料試樣進(jìn)行常規(guī)三軸試驗(yàn),將得出的強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的結(jié)果與含有骨架顆粒材料的結(jié)果進(jìn)行對比,進(jìn)而將球體顆粒和膠結(jié)材料對試樣強(qiáng)度的貢獻(xiàn)區(qū)分開來。通過以上試驗(yàn)內(nèi)容,本文主要得到了以下結(jié)果:(1)鋼珠和玻璃珠人工膠結(jié)試樣的強(qiáng)度均隨著膠結(jié)量的增加而增加。在同種條件下,隨著圍壓增加,試樣應(yīng)力應(yīng)變的峰值強(qiáng)度也會增加。不同膠結(jié)量的條件下,含蠟率和孔隙比這兩個(gè)方面對試樣的力學(xué)特性也分別有著顯著的影響。(2)鋼珠和玻璃珠人工膠結(jié)試樣的粘聚力均是隨著膠結(jié)量的增加而增加。內(nèi)摩擦角受含蠟率的影響很大,含蠟率較低時(shí),膠結(jié)量越大,內(nèi)摩擦角越大;含蠟率為100%時(shí),膠結(jié)量越小,內(nèi)摩擦角越大。(3)純膠結(jié)材料所成試樣的強(qiáng)度、粘聚力和內(nèi)摩擦角遠(yuǎn)小于三種膠結(jié)量條件下含有球體顆粒試樣的結(jié)果,說明了球體顆粒在試樣中主要起到了骨架支撐作用,說明這種人工膠結(jié)試樣試驗(yàn)?zāi)M膠結(jié)的正確性。
【圖文】：

2 試驗(yàn)材料和研究方案本文主要研究膠結(jié)量對不同顆粒材料的力學(xué)特性的影響，需要進(jìn)行一系列試包括：膠結(jié)材料在占孔隙體積為 70%和 80%條件下對鋼珠試樣力學(xué)特性的影響料在占孔隙體積為 70%和 80%條件下對玻璃珠試樣力學(xué)特性的影響；純膠結(jié)材學(xué)特性的研究。以下將對試驗(yàn)方案以及將試驗(yàn)所需要用到材料的自身特性進(jìn)行介2.1 試驗(yàn)材料的基本性質(zhì)2.1.1 骨架顆粒材料本文的采用鋼珠和玻璃珠兩種材料作為球形骨架顆粒材料，在試驗(yàn)之前，需珠以及玻璃珠的體積、密度大小，以方便我們的具體試驗(yàn)方案的定量計(jì)算。試驗(yàn)統(tǒng)一采用直徑 d=3mm 鋼珠和玻璃珠，，如圖 2-1，所以每一個(gè)鋼珠或者玻璃珠其定值，根據(jù)V球=4/3×π×r3（2.1）得出每一個(gè)鋼珠或者玻璃珠的體積為 V球=0.014cm3。

2 試驗(yàn)材料和研究方案。在我國，膨潤土主要分布丘陵地帶、山前緩坡以及河谷階地等區(qū)域，和花斑色，結(jié)構(gòu)致密，常呈現(xiàn)為堅(jiān)硬或者硬塑態(tài)。本文所采用的膨潤土驗(yàn)測得的初始含水率為 6.02%，土粒比重為 2.7，。在本文不同體積的蠟樣制作過程中，膨潤土是要先進(jìn)行在烘箱內(nèi) 48 小時(shí)的烘干操作，因?yàn)槊浀奶匦�，在無水條件下，本試驗(yàn)所取的土的密度為 1.52 g/cm3。本文中所用的蠟為普通白蠟（圖 2-3），因?yàn)槠淙埸c(diǎn)在 50-75℃之間，這內(nèi)很容易達(dá)到，所以在準(zhǔn)備試驗(yàn)方案時(shí)，為了便于計(jì)算和控制所需蠟的物理量是蠟的密度。為測量蠟的密度，本文進(jìn)行了簡單的試驗(yàn)，先取一質(zhì)量為 m蠟=12.97g，在量筒中加入水，其高度讀數(shù)為 31.00cm，將蠟放針將蠟壓入水中，直到水完全沒過白蠟，此時(shí)高度讀數(shù)為 44.45cm，通式：ρ m/（ 0 1） 計(jì)算求得本試驗(yàn)所用蠟的密度為 ρ蠟=0.963g/cm3。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU521

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 董啟朋;姚海林;詹永祥;;鋼珠和玻璃珠模擬粗粒土的三軸試驗(yàn)研究[J];人民長江;2016年08期

2 蔣明鏡;金樹樓;張寧;;不同膠結(jié)尺寸的粒間膠結(jié)強(qiáng)度統(tǒng)一表達(dá)式[J];巖土力學(xué);2015年09期

3 蔣明鏡;金樹樓;劉蔚;劉俊;;粒間膠結(jié)接觸力學(xué)特性的三維試驗(yàn)研究[J];巖土力學(xué);2015年S1期

4 蔣明鏡;張寧;金樹樓;;不同膠結(jié)寬度粒間膠結(jié)特性試驗(yàn)研究[J];巖土力學(xué);2015年04期

5 朱長歧;周斌;劉海峰;;膠結(jié)鈣質(zhì)土的室內(nèi)試驗(yàn)研究進(jìn)展[J];巖土力學(xué);2015年02期

6 張成朋;楊貴;劉漢龍;孫逸飛;;玻璃球動(dòng)彈性模量特性試驗(yàn)和數(shù)值模擬研究[J];防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào);2014年01期

7 蔣明鏡;劉靜德;孫渝剛;;基于微觀破損規(guī)律的結(jié)構(gòu)性土本構(gòu)模型[J];巖土工程學(xué)報(bào);2013年06期

8 蔣明鏡;周雅萍;陳賀;;不同膠結(jié)厚度下粒間膠結(jié)力學(xué)特性的試驗(yàn)研究[J];巖土力學(xué);2013年05期

9 蔣明鏡;肖俞;孫渝剛;吳曉峰;;水泥膠結(jié)顆粒的微觀力學(xué)模型試驗(yàn)[J];巖土力學(xué);2012年05期

10 周雅萍;蔣明鏡;陳賀;;變膠結(jié)厚度下膠結(jié)顆粒微觀模型的初步研究[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2011年05期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 龐曉明;水泥土攪拌樁復(fù)合土釘支護(hù)基坑的變形與穩(wěn)定性分析[D];上海交通大學(xué);2007年

2 王小艷;干混砂漿的研制及性能研究[D];河海大學(xué);2006年

3 馬國慶;擊實(shí)水泥土的工程特性及其微觀結(jié)構(gòu)研究[D];揚(yáng)州大學(xué);2006年

本文編號：2643803