發(fā)布時(shí)間：2020-06-05 08:54

【摘要】：湘西分布大量紅砂巖,此類(lèi)巖石體具有強(qiáng)度較低,水穩(wěn)定差易崩解的特性。如何有效利用紅砂巖用作填料填筑路基是此工程需要解決的問(wèn)題。本文通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、土工試驗(yàn)、工程現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、理論分析等,研究了湘西紅砂巖改良土力學(xué)特性,并用于實(shí)際工程應(yīng)用。主要研究工作包括如下內(nèi)容:(1)基于室內(nèi)試驗(yàn),分析了湖南某高速公路風(fēng)化紅砂巖的礦物成分、崩解特性、粒度分布、液塑限、擊實(shí)特性等物理性質(zhì),為紅砂巖力學(xué)性質(zhì)的研究提供基礎(chǔ)資料。(2)開(kāi)展了紅砂巖原狀土的承載比CBR,膨脹性,直接剪切、回彈模量等試驗(yàn),研究了紅砂巖的基本力學(xué)性質(zhì)。(3)通過(guò)承載比CBR,直接剪切,回彈模量以及干濕循環(huán)作用下無(wú)側(cè)限抗壓等試驗(yàn)進(jìn)行了紅砂巖改良土的力學(xué)特性研究,分析比較了國(guó)內(nèi)外紅砂巖改良的改良效果。通過(guò)比較石灰和水泥的力學(xué)特性并結(jié)合工程實(shí)際,選取水泥作為湘西某公路紅砂巖填料的改良方案。(4)水泥改良紅砂巖試樣在常規(guī)三軸試驗(yàn)條件下,其試驗(yàn)曲線(xiàn)可以用雙曲線(xiàn)來(lái)描述,并且應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系滿(mǎn)足鄧肯一張模型。利用三個(gè)圍壓環(huán)境下莫爾圓的回歸切線(xiàn)方程,由摩爾-庫(kù)倫原理推定了紅砂巖原狀土和改良土內(nèi)摩擦角和粘聚力,揭示了摻入水泥可以大大提升紅砂巖的粘聚力和內(nèi)摩擦角。隨著水泥的摻量的增加改良土體的抗剪強(qiáng)度和初始變形模量逐步增強(qiáng)。水泥摻量對(duì)破壞比的影響并不明顯,未改良的紅砂巖土初始模量、極限偏應(yīng)力差是小于水泥改良紅砂巖土體的。而初始變形模量和參數(shù)K、n的值都隨著水泥的增加而增大。(5)基于D-P模型的變形分析表明,風(fēng)化紅砂巖路基在行車(chē)荷載作用下路基最大變形值為2.71mm,大于設(shè)計(jì)要求的1.77mm。采用3%水泥摻量的路基最大變形為1.66mm,符合設(shè)計(jì)要求,但此時(shí)路基土接近塑性破壞。當(dāng)采用4%水泥摻量時(shí),路基最大變形為1.12mm,路基的應(yīng)力-應(yīng)變狀態(tài)與試驗(yàn)結(jié)論基本吻合。(6)通過(guò)比較現(xiàn)場(chǎng)改良段與未改良段試驗(yàn)路現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果可知:紅砂巖改良土填筑的路基滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
【圖文】：

質(zhì)進(jìn)行微觀(guān)結(jié)構(gòu)觀(guān)測(cè)分析［５２］，方法操作簡(jiǎn)單結(jié)果可靠，廣泛運(yùn)用于巖土分析中。逡逑２．１．１紅砂巖粉晶Ｘ射線(xiàn)分析逡逑試驗(yàn)用取自湘西某高速的的巖樣如圖２．１，紅砂巖粉晶Ｘ射線(xiàn)衍射圖譜如圖逡逑２．２，紅砂巖礦物成分含量統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖２．３所示。逡逑１邋Ｉ逡逑＾邋ｖ邋＂Ｉ逡逑圖２．１紅砂巖成分檢測(cè)試驗(yàn)樣本逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｒｅｄ邋ｓａｎｄｓｔｏｎｅ邋ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ邋ｔｅｓｔ邋ｓａｍｐｌｅ逡逑８逡逑

－２Ｔｌｉｅｌａ：３．（）Ｊ邋－１．５邋－Ｃｌｉｉ：０．０＾邋－ｆＭｔｉｉＯ．ＯｐｅｒａｌｕｉｉｉｒｃＳｌｒｉｉｉ邋ｋ＼ｌｐｈａ２邋０．５００逡逑Ｋｍｉｎ？＊ｒ邋２0．（Ｍ）（）邋＼邋ｉｍｊｍｒｌ逡逑圖２．２紅砂巖粉晶Ｘ射線(xiàn)衍射圖譜逡逑Ｆｉｇ．邋２．２邋Ｘ－ｒａｙ邋ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ邋ｐａｔｔｅｒｎ邋ｏｆ邋ｒｅｄ邋ｓａｎｄｓｔｏｎｅ邋ｐｏｗｄｅｒ邋ｃｒ＞邋ｓｔａｌ逡逑ａｍ逡逑■ｉ蒙脫石逡逑？．１５．５６％逡逑＾４．１２％逡逑２．５８％逡逑圖２．３紅砂巖礦物含量統(tǒng)計(jì)圖逡逑Ｆｉｇ．邋２．３邋Ｒｅｄ邋ｓａｎｄｓｔｏｎｅ邋ｍｉｎｅｒａｌ邋ｃｏｎｔｅｎｔ邋ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ逡逑由圖２．３分析可知，此紅砂巖主要由石英、云母、長(zhǎng)石與蒙脫石構(gòu)成。其中逡逑石英占比最高，為７７．７４％。石英為性質(zhì)較穩(wěn)定的硅酸鹽類(lèi)物質(zhì)，，具有堅(jiān)硬、抗沖逡逑刷能力強(qiáng)的特性１５３１。長(zhǎng)石的含量為１５．５６％，其穩(wěn)定性稍差于石英。相較可知，紅逡逑砂巖中粘土性礦物蒙脫石含量較少，僅占４．１２％。粘土類(lèi)礦物含量對(duì)巖土的水穩(wěn)逡逑定性具有較大影響，巖土中粘土類(lèi)物質(zhì)含量高，水穩(wěn)定性表現(xiàn)相對(duì)較差，工程中逡逑易遇水軟化崩解。蒙脫石化學(xué)組成復(fù)雜
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：U416.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 孔震寧;;干濕循環(huán)對(duì)紅砂巖工程特性的影響分析[J];公路與汽運(yùn);2015年05期

2 Jin YU;Shao-jie CHEN;Xu CHEN;Ya-zhou ZHANG;Yan-yan CAI;;熱處理后紅砂巖力學(xué)性能及滲透性演化規(guī)律三軸試驗(yàn)研究(英文)[J];Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering);2015年09期

3 印長(zhǎng)俊;呂鵬;;湘潭市粉質(zhì)粘土鄧肯-張模型參數(shù)試驗(yàn)研究[J];湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年02期

4 張志鎮(zhèn);高峰;;3種巖石能量演化特征的試驗(yàn)研究[J];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2015年03期

5 陳文杰;;婁衡高速紅砂巖工程特性及高填路堤穩(wěn)定性分析[J];公路工程;2015年02期

6 吳迎雷;沈銀斌;朱大勇;姚華彥;周玉新;;皖南山區(qū)紅砂巖崩解特性的試驗(yàn)研究[J];工程與建設(shè);2015年01期

7 李雪連;陳宇亮;周志剛;張起森;;紅砂巖路基土動(dòng)態(tài)模量影響因素及預(yù)估模型研究[J];實(shí)驗(yàn)力學(xué);2014年05期

8 陳宇亮;周志剛;李雪連;張起森;;贛中紅砂巖填料路基動(dòng)態(tài)模量現(xiàn)場(chǎng)影響因素研究[J];公路交通科技;2014年03期

9 蘇承東;付義勝;;紅砂巖三軸壓縮變形與強(qiáng)度特征的試驗(yàn)研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2014年S1期

10 秦尚林;楊蘭強(qiáng);陳榮輝;熊署丹;;絹云母片巖粗粒料改性試驗(yàn)研究[J];巖土力學(xué);2013年S2期

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1 陳曉斌;;紅砂巖粗粒土剪脹效應(yīng)大型三軸試驗(yàn)研究[A];第十一次全國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2010年

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1 江宗斌;多場(chǎng)環(huán)境作用巖石蠕變特性試驗(yàn)及力學(xué)模型研究[D];大連海事大學(xué);2016年

2 王子娟;干濕循環(huán)作用下砂巖的宏細(xì)觀(guān)損傷演化及本構(gòu)模型研究[D];重慶大學(xué);2016年

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1 張藝鑫;蘭州地區(qū)紅砂巖物理力學(xué)性能及滲透性研究[D];蘭州理工大學(xué);2018年

2 王彤;側(cè)限條件下紅砂巖土在循環(huán)沖擊作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性[D];江西理工大學(xué);2017年

3 李琦;強(qiáng)夯法在山區(qū)高速公路紅砂巖碎石土回填路基中的運(yùn)用研究[D];鄭州大學(xué);2017年

4 楊松;中亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū)不同母質(zhì)土壤發(fā)育特征及定量評(píng)價(jià)[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

5 趙瑜隆;SG-1型土壤固化劑穩(wěn)定碎石土配合比設(shè)計(jì)及路用性能研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2014年

6 甘文寧;紅砂巖工程特性的試驗(yàn)研究及應(yīng)用[D];合肥工業(yè)大學(xué);2014年

7 吳川;膨脹性紅砂巖邊坡破壞機(jī)理及加固技術(shù)研究[D];長(zhǎng)沙理工大學(xué);2013年

8 胡甜;干濕循環(huán)下長(zhǎng)沙繞城高速公路典型路基土軟化特性試驗(yàn)研究[D];長(zhǎng)沙理工大學(xué);2013年

9 楊梁;衡桂高速紅砂巖路基填筑技術(shù)及沉降變形研究[D];長(zhǎng)沙理工大學(xué);2013年

10 熊力;紅層軟巖崩解機(jī)理研究及工程應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2697803