發(fā)布時(shí)間：2020-11-02 02:43

　　 紅黏土是一種特殊粘性土,具有高液限、高孔隙比、高強(qiáng)度、低壓縮性等特點(diǎn),濕脹干縮、易產(chǎn)生干縮裂縫使得其具有不良的工程特性。我國紅黏土廣泛分布在南方多雨區(qū)域,道路工程施工建設(shè)期需要解決紅黏土因降雨、干濕循環(huán)作用引起的工程問題。同時(shí),隨著我國紅黏土地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正不斷加快,紅黏土邊坡發(fā)生垮塌、滑坡,路基開裂、不均勻沉降等時(shí)有發(fā)生。因此,對紅黏土干濕循環(huán)作用下的力學(xué)特性及強(qiáng)度演化規(guī)律進(jìn)行研究具有重要意義。本文以廣西某高速公路邊坡紅黏土為研究對象,開展系統(tǒng)得試驗(yàn)研究,包括基本物理力學(xué)試驗(yàn)、不同含水率和干密度條件下的直剪試驗(yàn)、干濕循環(huán)下的直剪試驗(yàn)和固結(jié)排水三軸試驗(yàn),分析紅黏土的強(qiáng)度隨干濕循環(huán)作用的變化特征,以及土體本構(gòu)參數(shù)的演化規(guī)律。同時(shí),對干濕循環(huán)的紅黏土進(jìn)行掃描電鏡試驗(yàn),定性分析紅黏土微觀結(jié)構(gòu),選取3種微觀結(jié)構(gòu)參數(shù),統(tǒng)計(jì)分析了干濕循環(huán)作用下微觀參數(shù)的變化規(guī)律。最后,建立現(xiàn)場紅黏土邊坡的三維模型,進(jìn)行變形和穩(wěn)定性分析。得到如下結(jié)論:(1)紅黏土在干濕循環(huán)作用下抗剪強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生衰減,隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增加,抗剪強(qiáng)度得衰減率減小,最后趨于穩(wěn)定。紅黏土的裂隙發(fā)育受含水率和干濕循環(huán)的共同影響,脫濕過程含水率在一定范圍(20%～15%)時(shí),裂隙開展最快。(2)室內(nèi)紅黏土干濕循環(huán)試驗(yàn)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈塑性硬化型,三軸固結(jié)排水狀態(tài)的強(qiáng)度同樣隨干濕循環(huán)次數(shù)的增加而降低,紅黏土的本構(gòu)參數(shù)與循環(huán)次數(shù)呈現(xiàn)規(guī)律性,塑性硬化(P-H)模型適用于飽和紅黏土的分析計(jì)算。(3)干濕循環(huán)作用下紅黏土的微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化呈現(xiàn)規(guī)律性,并與宏觀力學(xué)性質(zhì)相適應(yīng)。干濕循環(huán)作用下微觀顆粒及孔隙呈定向性排列,顆粒粒徑分布向中間靠攏,橢球形顆粒含量最高。干濕循環(huán)下紅黏土微結(jié)構(gòu)的破壞是其強(qiáng)度下降的主要原因。(4)紅黏土邊坡在干濕循環(huán)作用下產(chǎn)生較大的累積位移,安全系數(shù)在初次干濕循環(huán)后衰減最大。同時(shí),干濕循環(huán)作用易使紅黏土邊坡表面產(chǎn)生裂隙,對邊坡的安全性產(chǎn)生不利影響,邊坡開挖應(yīng)選擇合適的含水率下進(jìn)行,開挖后要盡快防護(hù),避免坡面失水產(chǎn)生開裂。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U416.14
【部分圖文】：

２．１．１比重試驗(yàn)??按照規(guī)范，將現(xiàn)場取土置于１１０°Ｃ烘箱中２４ｈ烘干，碾碎，過２ｍｍ篩，采用??比重瓶法測定紅黏土比重，每次取土?１００ｇ，進(jìn)行３組平行試驗(yàn)。比重瓶容積為１００ｍｌ，??使用抽真空裝置排除土體中氣體，抽真空時(shí)間直到瓶內(nèi)無氣體排出，采用精度Ｏ．Ｏｌｇ??的天平稱量質(zhì)量，如圖２－１，圖２－２所示。最終得到數(shù)據(jù)如表２－１，然后使用公式??２－１進(jìn)行比重計(jì)算。??七二、?（２－°??式中，ｍｄ－干土質(zhì)量，ｍｒ瓶加水質(zhì)量，ｍ２－瓶水土的總質(zhì)量，Ｇｆｆｌｔ是溫度為ｔ時(shí)純水??的比重。??表２－?１比重試驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)?????Ｔａｂｌｅ２－?１?Ｓｐｅｃｉｆｉｃ?ｇｒａｖｉｔｙ?ｔｅｓｔ?ｄａｔａ????編號瓶質(zhì)量ｍｄ?瓶液總質(zhì)量ｍｉ?瓶液土質(zhì)量ｍ２?比重Ｇｓ?平均值??１?１４．５３?１３７．２７?１４６．５８?２．７７８５４２３９５??２?１４．８８?１３４．０１?１４３．５５?２．７８１５２８９８９?２．７７９６９１??３?１４．９５?１２９．３１?１３８．８９?２．７７９００１７６９???注：由純水比重表查得試驗(yàn)水溫為２０°Ｃ時(shí)，ＧＭｔ＝０．９９８２１。??

?定儀。取烘干土樣若干，過０．５ｍｍ標(biāo)準(zhǔn)篩，加水制備３組不同的稠度狀態(tài)，進(jìn)行??２組平行試驗(yàn)，得到圓錐下沉深度與含水率關(guān)系如圖２－４所示，由圖可得，圓錐下??沉深度１７ｍｍ對應(yīng)紅黏土液限，下沉深度２ｍｍ時(shí)對應(yīng)其塑液。整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，如??表２－２所示，紅黏土液塑為５５．４２％，塑限為２９．６１％，塑性指數(shù)ＩＰ為２５．８１％，液??塑比為１．８７２。天然狀態(tài)紅黏土含水率為４５．１２％，根據(jù)液性指數(shù)的計(jì)算，ＩＩ為０．５９，??０．２５＜Ｉｌ＜０．７５

?北京交通大學(xué)碩士專業(yè)學(xué)位論文???根據(jù)式２－３計(jì)算顆粒直徑，式２－４計(jì)算小于某粒徑紅黏土的百分含量。??ｄ＝Ｋ?（２－３）??式中Ｋ為粒徑計(jì)算系數(shù)。??Ｘ＝?—Ｃｓ（Ｒ＋ｍｔ＋ｎ－ＣＤ）?（２－４）??式中ｍｄ－試樣干土質(zhì)量，ｇ；?Ｃｓ－土粒比重校正值；Ｒ－密度計(jì)讀數(shù)；ｎｖ溫度校正??值；ｎ－彎液面校正值；ＣＤ－分散劑校正值。??
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫德安;李培;高游;呂海波;;紅黏土浸水變形特性試驗(yàn)研究[J];水文地質(zhì)工程地質(zhì);2015年05期

2 孫德安;高游;劉文捷;韋昌富;張升;;紅黏土的土水特性及其孔隙分布[J];巖土工程學(xué)報(bào);2015年02期

3 劉之葵;李永豪;;不同pH值條件下干濕循環(huán)作用對桂林紅粘土力學(xué)性質(zhì)的影響[J];自然災(zāi)害學(xué)報(bào);2014年05期

4 張軍輝;尹志勇;鄭健龍;;南方濕熱地區(qū)路基紅黏土Shakedown臨界應(yīng)力水平試驗(yàn)研究[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年04期

5 言志信;張劉平;江平;段建;任志華;;錨固上覆紅黏土巖體邊坡的地震動(dòng)力響應(yīng)[J];巖土力學(xué);2014年03期

6 李濤;劉波;楊偉紅;黃佩格;周妍;;基質(zhì)吸力對重塑紅黏土抗剪強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究[J];中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2013年03期

7 談云志;鄭愛;吳翩;王南京;丁品良;;大氣作用下紅黏土路基的濕熱耦合數(shù)值分析[J];水利水電科技進(jìn)展;2012年05期

8 曹豪榮;李新明;樊友杰;王勇;;考慮干濕循環(huán)路徑的石灰改性紅黏土路用性能試驗(yàn)研究[J];巖土力學(xué);2012年09期

9 孔令偉;陳正漢;;特殊土與邊坡技術(shù)發(fā)展綜述[J];土木工程學(xué)報(bào);2012年05期

10 楊和平;劉艷強(qiáng);李晗峰;;干濕循環(huán)條件下碾壓膨脹土的裂隙發(fā)展規(guī)律[J];交通科學(xué)與工程;2012年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 李忠超;軟粘土中軌道交通地下深開挖工程變形及穩(wěn)定性研究[D];浙江大學(xué);2015年

2 王靜;季凍區(qū)路基土凍融循環(huán)后力學(xué)特性研究及微觀機(jī)理分析[D];吉林大學(xué);2012年

3 方薇;殘積層紅黏土路塹邊坡穩(wěn)定性分析方法研究[D];中南大學(xué);2011年

4 談云志;壓實(shí)紅粘土的工程特征與濕熱耦合效應(yīng)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所）;2009年

5 孔令榮;飽和軟粘土的微結(jié)構(gòu)特性及其微觀彈塑性本構(gòu)模型[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

本文編號：2866458