發(fā)布時(shí)間：2020-10-24 22:16

　　 高速公路、鐵路以及城市地鐵等高速交通的安全性和舒適性是車(chē)輛運(yùn)行最為迫切的問(wèn)題。車(chē)輛運(yùn)行的安全性和舒適性除了與行駛速度及車(chē)輛自身的動(dòng)力學(xué)特性有關(guān)外,還與路基土體的沉降以及差異沉降密切相關(guān),因此,根據(jù)高速交通荷載的特點(diǎn),研究長(zhǎng)期循環(huán)荷載作用下飽和軟粘土的變形特性是解決軟土路基累積沉降以及穩(wěn)定性的關(guān)鍵。本文以高速交通荷載引起的軟土地基沉降問(wèn)題為研究對(duì)象,通過(guò)室內(nèi)單元體試驗(yàn)結(jié)合交通荷載作用下軟土循環(huán)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系理論分析,揭示高速交通荷載作用下軟土地基長(zhǎng)期沉降的復(fù)雜機(jī)理和一般規(guī)律。主要研究工作如下：1.采用國(guó)內(nèi)外通用的薄壁管切土法獲取高質(zhì)量的原狀軟粘土試樣,并對(duì)其基本物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。利用GDS變圍壓動(dòng)三軸系統(tǒng)對(duì)所取土樣進(jìn)行了不同超固結(jié)比的常規(guī)三軸不排水靜力剪切試驗(yàn),建立了溫州飽和軟粘土不排水剪切強(qiáng)度與超固結(jié)比之間的關(guān)系并為后續(xù)循環(huán)加載試驗(yàn)動(dòng)應(yīng)力的選取提供參考。2.針對(duì)路堤下天然軟粘土地基真實(shí)固結(jié)狀態(tài),開(kāi)展了不同三軸應(yīng)力路徑下K0固結(jié)飽和軟粘土試樣的應(yīng)力控制不排水靜力剪切試驗(yàn),研究了應(yīng)力路徑對(duì)K0固結(jié)飽和軟粘土不排水剪切強(qiáng)度、孔壓以及割線(xiàn)模量的影響�；谠囼�(yàn)結(jié)果,分別建立了不排水剪切強(qiáng)度、峰值孔壓系數(shù)以及割線(xiàn)模量與應(yīng)力路徑斜率之間的關(guān)系。3.分別在不排水和排水條件下,針對(duì)不同超固結(jié)比飽和軟粘土試樣進(jìn)行了不同三軸應(yīng)力路徑下的應(yīng)力控制靜力剪切試驗(yàn)。研究了應(yīng)力路徑和超固結(jié)比耦合效應(yīng)對(duì)飽和軟粘土強(qiáng)度、孔壓以及割線(xiàn)模量的影響�；谠囼�(yàn)結(jié)果分別建立了超固結(jié)比與應(yīng)力路徑耦合作用下土體固結(jié)不排水剪切強(qiáng)度以及排水剪切強(qiáng)度的擬合經(jīng)驗(yàn)公式。4.針對(duì)高速交通荷載作用下路基土體中的復(fù)雜動(dòng)應(yīng)力場(chǎng),利用GDS變圍壓動(dòng)三軸系統(tǒng)對(duì)不同超固結(jié)比飽和軟粘土試樣進(jìn)行了一系列不同循環(huán)偏應(yīng)力和循環(huán)圍壓耦合應(yīng)力路徑的不排水循環(huán)加載試驗(yàn)。在試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上分別建立了可以考慮循環(huán)偏應(yīng)力和循環(huán)圍壓耦合效應(yīng)的正常固結(jié)飽和軟粘土在不同循環(huán)應(yīng)力比時(shí)的永久軸向應(yīng)變和回彈模量經(jīng)驗(yàn)公式以及相同循環(huán)應(yīng)力比下,不同超固結(jié)比時(shí)的永久軸向應(yīng)變和回彈模量經(jīng)驗(yàn)公式。5.針對(duì)路基土體在高速交通荷載長(zhǎng)期作用下的實(shí)際排水狀態(tài),利用GDS變圍壓動(dòng)三軸系統(tǒng)對(duì)不同超固結(jié)比飽和軟粘土試樣進(jìn)行了不同循環(huán)偏應(yīng)力和循環(huán)圍壓耦合應(yīng)力路徑的部分排水循環(huán)加載試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,循環(huán)偏應(yīng)力和循環(huán)圍壓耦合效應(yīng)對(duì)飽和軟粘土永久軸向應(yīng)變的影響與超固結(jié)比無(wú)關(guān),對(duì)永久體應(yīng)變的影響受超固結(jié)比的影響較大；基于試驗(yàn)結(jié)果提出了考慮循環(huán)偏應(yīng)力和循環(huán)圍壓耦合效應(yīng)的正常固結(jié)飽和軟粘土的永久體應(yīng)變擬合經(jīng)驗(yàn)公式以及永久軸向應(yīng)變經(jīng)驗(yàn)公式；進(jìn)一步通過(guò)第10000圈正常固結(jié)試樣的永久體應(yīng)變差值以及不同超固結(jié)比試樣的永久軸向應(yīng)變差值與相應(yīng)循環(huán)球應(yīng)力差值之間的關(guān)系得到了循環(huán)球應(yīng)力對(duì)正常固結(jié)試樣的永久體應(yīng)以及不同超固結(jié)比試樣的永久軸向應(yīng)變的影響,且與循環(huán)偏應(yīng)力幅值無(wú)關(guān)。6.針對(duì)天然軟粘土的真實(shí)固結(jié)狀態(tài),分別在不排水和排水條件下,針對(duì)Ko固結(jié)飽和軟粘土開(kāi)展了一系列不同三軸應(yīng)力路徑循環(huán)加載試驗(yàn),在不排水條件下,基于應(yīng)力路徑斜率η=0時(shí)的最大孔壓及Skempton理論可以得到不同應(yīng)力路徑下的瞬時(shí)孔壓；循環(huán)偏應(yīng)力和循環(huán)圍壓耦合三軸應(yīng)力路徑斜率η每增加1,不排水循環(huán)加載第1000圈的永久軸向應(yīng)變就相應(yīng)的降低約23%且循環(huán)加載最終穩(wěn)定的回彈模量就相應(yīng)的降低約13%；基于部分排水條件下的試驗(yàn)結(jié)果分別建立了考慮循環(huán)偏應(yīng)力和循環(huán)圍壓耦合效應(yīng)的K0固結(jié)飽和軟粘土永久體應(yīng)變和永久軸向應(yīng)變經(jīng)驗(yàn)公式以及考慮循環(huán)球應(yīng)力影響的永久體應(yīng)變和永久軸向應(yīng)變經(jīng)驗(yàn)公式。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類(lèi)】：TU447;TU411
【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究的背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
        1.2.1 循環(huán)荷載作用下飽和土體變形特性的試驗(yàn)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 復(fù)雜應(yīng)力路徑下飽和土體變形特性的試驗(yàn)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 交通前載下飽和上體累積變巧預(yù)測(cè)方法的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要工作
第2章 試驗(yàn)儀器及土樣
    2.1 前言
    2.2 試驗(yàn)儀器
        2.2.1 GDS變圍壓動(dòng)三軸系統(tǒng)的組成
        2.2.2 GDS變圍壓動(dòng)三軸系統(tǒng)的工作原理
    2.3 試驗(yàn)土樣
    2.4 試樣和試驗(yàn)系統(tǒng)準(zhǔn)備工作
        2.4.1 試樣的制作
        2.4.2 試樣的飽和
        2.4.3 試樣的固結(jié)
    2.5 飽和軟粘土常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)
        2.5.1 試驗(yàn)方案
        2.5.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
            2.5.2.1 正常及超固結(jié)試樣應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系
            2.5.2.2 正常及超固結(jié)試樣孔壓-應(yīng)變關(guān)系
            2.5.2.3 正常及超固結(jié)試樣的有效應(yīng)力路徑
            2.5.2.4 正常及超固結(jié)試樣的強(qiáng)度和模量
    2.6 本章小節(jié)
0固結(jié)飽和軟粘土的靜力特性'>第3章 不同三軸應(yīng)力路徑K₀固結(jié)飽和軟粘土的靜力特性
    3.1 前言
0固結(jié)飽和軟粘土不同三軸應(yīng)力路徑靜力剪切試驗(yàn)'>    3.2 K₀固結(jié)飽和軟粘土不同三軸應(yīng)力路徑靜力剪切試驗(yàn)
        3.2.1 試驗(yàn)方案
        3.2.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析
            3.2.2.1 不同應(yīng)力路徑下應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線(xiàn)
            3.2.2.2 不同應(yīng)力路徑下孔壓-應(yīng)變關(guān)系曲線(xiàn)
            3.2.2.3 不同應(yīng)力路徑下有效應(yīng)力路徑
            3.2.2.4 不同應(yīng)力路徑下的割線(xiàn)模量
    3.3 本章小結(jié)
第4章 不同三軸應(yīng)力路徑下超固土的靜力特性
    4.1 前言
    4.2 試驗(yàn)方案
    4.3 超固結(jié)飽和軟粘土不排水剪切特性
        4.3.1 應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系
        4.3.2 孔壓-應(yīng)變關(guān)系
        4.3.3 有效應(yīng)力路徑
        4.3.4 割線(xiàn)模量
    4.4 超固結(jié)飽和軟粘土排水剪切特性
        4.4.1 偏應(yīng)力和體應(yīng)變與軸向應(yīng)變之間的關(guān)系
        4.4.2 不同超固結(jié)比試樣在不同應(yīng)力路徑下的排水剪切強(qiáng)度
    4.5 本章小結(jié)
第5章 不同三軸應(yīng)力路徑下超固結(jié)土不排水循環(huán)剪切特性
    5.1 前言
    5.2 試驗(yàn)方案
    5.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析
        5.3.1 恒定圍壓應(yīng)力路徑下的典型試驗(yàn)結(jié)果
        5.3.2 恒定圍壓應(yīng)力路徑下的回彈特性
        5.3.3 恒定圍壓應(yīng)力路徑下的永久軸向應(yīng)變
        5.3.4 變圍壓應(yīng)力路徑下的永久軸向應(yīng)變
        5.3.5 變圍壓應(yīng)力路徑下的回彈特性
    5.4 本章小結(jié)
第6章 不同三軸應(yīng)力路徑下超固結(jié)土部分排水循環(huán)剪切特性
    6.1 前言
    6.2 試驗(yàn)方案
    6.3 部分排水試驗(yàn)結(jié)果及分析
        6.3.1 部分排水條件下的典型試驗(yàn)結(jié)果
        6.3.2 恒定圍壓應(yīng)力路徑下的回彈特性
        6.3.3 恒定圍壓應(yīng)力路徑下的永久體應(yīng)變
        6.3.4 恒定圍壓應(yīng)力路徑下的永久軸向應(yīng)變
        6.3.5 變圍壓應(yīng)力路徑下的回彈特性
        6.3.6 變圍壓應(yīng)力路徑下的永久體應(yīng)變
        6.3.7 變圍壓應(yīng)力路徑下的永久軸向應(yīng)變
    6.4 本章小結(jié)
0固結(jié)飽和軟粘土不同應(yīng)力路徑循環(huán)剪切特性'>第7章 K₀固結(jié)飽和軟粘土不同應(yīng)力路徑循環(huán)剪切特性
    7.1 前言
    7.2 試驗(yàn)方案
    7.3 不排水條件下的試驗(yàn)結(jié)果及分析
        7.3.1 變圍壓對(duì)永久軸向應(yīng)變發(fā)展規(guī)律的影響
        7.3.2 變圍壓對(duì)孔壓發(fā)展規(guī)律的影響
        7.3.3 變圍壓對(duì)回彈特性的影響
    7.4 部分排水條件下的試驗(yàn)結(jié)果及分析
        7.4.1 部分排水條件下的典型試驗(yàn)結(jié)果
        7.4.2 不同應(yīng)力路徑下永久體應(yīng)變的發(fā)展規(guī)律
        7.4.3 不同應(yīng)力路姪下永久軸向應(yīng)變的發(fā)展規(guī)律
    7.5 本章小結(jié)
第8章 結(jié)論與展望
    8.1 本文主要研究結(jié)論
    8.2 進(jìn)一步研究建議
參考文獻(xiàn)
簡(jiǎn)歷及發(fā)表論文

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2855045