高填方土石混合填料強(qiáng)度變形特性的研究及應(yīng)用.pdf

1、土石混合體是重要的填筑材料，其工程性質(zhì)良好，尤其是在西部地區(qū)的鐵路、公路、民航的高填方工程的建設(shè)中有著廣泛的應(yīng)用前景。
　　本文對(duì)甘肅南部某高填方工程中采用的以粉質(zhì)粘土和砂質(zhì)泥巖按一定比例混合后得到的混合填料的強(qiáng)度、變形特性進(jìn)行了深入的研究，總共設(shè)計(jì)了三種混合比和兩種壓實(shí)度，運(yùn)用非飽和三軸儀對(duì)混合填料的強(qiáng)度變形特性進(jìn)行試驗(yàn)，進(jìn)行了54組三軸固結(jié)排水剪切試驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用有限元軟件，選取甘肅南部某高填方工程的一個(gè)填方邊坡，通過計(jì)

2、算比較不同混合比和初始基質(zhì)吸力對(duì)邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)的影響。取得的研究成果如下：
　?。?）混合填料的偏應(yīng)力峰值隨著粉質(zhì)粘土的含量增多而增高，且在高吸力水平以及高凈圍壓的情況下，這種趨勢(shì)愈加明顯；混合填料的內(nèi)摩擦角隨吸力的變化很小，但隨著粉質(zhì)粘土的含量增多而表現(xiàn)增大的趨勢(shì)，變化區(qū)間在25°—30°之間。參數(shù)?b的值混合填料中粉質(zhì)粘土的含量增加而增大。對(duì)于混合比相同的同種土樣，在相同的吸力和凈圍壓作用下，壓實(shí)度為0.93的土樣其峰值應(yīng)力

3、，抗剪強(qiáng)度參數(shù)c',ψ',φb，都明顯高于壓實(shí)度為0.88的土樣的相應(yīng)的參數(shù)。壓實(shí)度為0.93時(shí)，三組控制吸力下，粘聚力在均在粉質(zhì)粘土含量為30%時(shí)達(dá)到最低值；而在壓實(shí)度為0.88時(shí)，當(dāng)s=50kPa，粘聚力隨粉質(zhì)粘土含量的增加而減??；當(dāng)s=100kPa粘聚力值在粉質(zhì)粘土含量達(dá)30%最大； s=200kPa時(shí)，呈現(xiàn)隨粉質(zhì)粘土含量增加而增大的趨勢(shì)；同時(shí)黏聚力隨吸力的增大而增大，近似呈線性關(guān)系?；谝陨铣晒岢隽丝紤]基質(zhì)吸力影響土石混合填料

4、的Fredlund抗剪強(qiáng)度公式，該公式可以用于預(yù)測(cè)在一定范圍內(nèi)不同吸力的土體抗剪強(qiáng)度。
　　（2）混合填料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線能很好地符合Duncan-Chang模型的雙曲線假定并且混合填料的峰值偏應(yīng)力隨凈圍壓的增大而增大。且當(dāng)壓實(shí)度為0.93時(shí)，切線變形模量參數(shù)n的隨著粉質(zhì)粘土含量的增大而增大，低吸力（s=50kPa）的情況下增大幅最大；當(dāng)壓實(shí)度為0.88時(shí)，參數(shù)n在高吸力（s=100kPa，200kPa）的情況下，n隨混合比增大

5、而增大；在s=50kPa時(shí)，粉質(zhì)粘土質(zhì)量含量達(dá)到30%時(shí)，n達(dá)到最大值。兩種情況下切線變形模量參數(shù)k都表現(xiàn)出隨混合比的增大而減小的趨勢(shì)。體積變形模量B隨粉質(zhì)粘土含量增大呈增大的趨勢(shì)，尤其是在基質(zhì)吸力較高（s=100kPa,s=200kPa）的情況下，這種趨勢(shì)表現(xiàn)的更加明顯。低吸力的情況，B的變化很小。對(duì)切線變形模量和體積變形模量的參數(shù)隨基質(zhì)吸力的變化關(guān)系進(jìn)行了擬合，得到了相應(yīng)的關(guān)系曲線，可以用于預(yù)測(cè)一定范圍內(nèi)的模型參數(shù)。
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