變質(zhì)軟巖填料濕化變形特性研究

發(fā)布時(shí)間：2020-09-02 17:19

　　軟巖填料在水的作用下會發(fā)生崩解和膨脹現(xiàn)象,會引起填料產(chǎn)生濕化變形,這會影響公路的使用壽命以及行車的安全,因此有必要對變質(zhì)軟巖的性質(zhì),尤其是浸水后的變形進(jìn)行研究。本文以軟巖路基填料為研究對象,通過室內(nèi)試驗(yàn)并結(jié)合離散元方法對變質(zhì)軟巖浸水前后的變形性質(zhì)以及微觀變化做了相關(guān)的研究,主要做了如下工作:(1)借助巖石的磨片以及電鏡掃描試驗(yàn)對試驗(yàn)用料的礦物成分做了分析,同時(shí)根據(jù)規(guī)范對材料做了定名,研究了該巖石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及各個(gè)礦物的含量;利用單軸抗壓試驗(yàn)對巖石的單軸抗壓強(qiáng)度做了測試,結(jié)果表明,試驗(yàn)材料的飽和單軸抗壓強(qiáng)度小于30MPa,屬于軟巖范疇。(2)對變質(zhì)軟巖分別在風(fēng)干以及飽和兩種情況下進(jìn)行三軸壓縮試驗(yàn),得到了材料在風(fēng)干、飽和兩種狀態(tài)下的應(yīng)力應(yīng)變特性。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,對材料的軸向應(yīng)力-應(yīng)變變化特性以及體積應(yīng)變-軸向應(yīng)變變化規(guī)律做了分析;對各個(gè)圍壓條件下試樣的最大偏應(yīng)力與圍壓之間的關(guān)系做了研究,得到了材料在飽和以及風(fēng)干兩種狀態(tài)下最大偏應(yīng)力與圍壓之間的經(jīng)驗(yàn)公式。(3)根據(jù)材料的三軸壓縮試驗(yàn)結(jié)果,利用飽和條件下的應(yīng)變值減去風(fēng)干條件下材料的應(yīng)變值,計(jì)算出變質(zhì)軟巖的濕化變形量,得到了變質(zhì)軟巖濕化變形的規(guī)律。軟巖的濕化軸向應(yīng)變與應(yīng)力水平成指數(shù)函數(shù)關(guān)系,濕化體變與應(yīng)力水平之間成線性關(guān)系,根據(jù)三種圍壓條件下的試驗(yàn)結(jié)果,得到了材料的濕化變形經(jīng)驗(yàn)公式,并且,利用第四種圍壓條件下室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果對公式進(jìn)行了驗(yàn)證。(4)利用離散元方法對變質(zhì)軟巖的三軸壓縮試驗(yàn)進(jìn)行了仿真模擬,對其在風(fēng)干與飽和兩種條件下的微觀結(jié)構(gòu)變化做了分析。通過標(biāo)定,給出了宏細(xì)觀參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)公式;對顆粒之間的接觸力、力鏈、接觸組構(gòu)以及平均位移量進(jìn)行了研究,得到了這些微觀結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律,對風(fēng)干與飽和兩種條件下的變化規(guī)律做了對比,得到濕化對顆粒微觀結(jié)構(gòu)變化的影響。
【學(xué)位單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U414;U416.1
【部分圖文】：

變質(zhì)軟巖填料濕化變形特性研究