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基于CT技术的掺砂改良路基填料细观力学特性研究
| 论文题名： | 基于CT技术的掺砂改良路基填料细观力学特性研究 |
| 关键词： | 细观结构;CT技术;掺砂改良路基填料;力学特性 |
| 摘要： | 公路建设实践表明，路基好坏直接影响到整个公路建设的质量，路基作为高速公路的主体工程，应该具有足够的强度和刚度、整体稳定性、水稳定性及耐久性等。在经济发达的地区可利用土地资源严重紧缺，能够用于道路建设的土已经非常紧张，科学合理的填料土性改良技术是道路建设中必须解决的一个技术难点。 以国家自然科学基金“基于计算材料学原理的路堤填料无机固化剂设计理论研究”(批准号:41172239)为依托，以渝湛高速公路（粤境段）湛江组K23+800处8-1层全风化花岗岩土为研究对象，对该土层进行掺砂改良设计，结合改良土的宏观力学试验，采用颗粒流理论、微焦点X-CT扫描技术及MATLAB图像处理技术，定性和定量分析改良土的力学特性，对改良土体作为路堤填料时的结构特性进行了较为系统地的宏、细观研究。主要内容及成果如下: (1)湛渝高速公路K23+800处8-1层全风化花岗岩土中粘土矿物含量高、土颗粒粒径较小、亲水性强，且平均液限高于50％，属于高液限粘性土。本文采用掺砂改良法改善高液限粘土的路用性能，提出针对细颗粒含量较多、粗颗粒含量较少的土体，掺砂后混合料的级配曲线应满足富勒泰波曲线，且级配指数位于0.25～0.4之间。 (2)分别选取掺砂比例为0％、15％、35％和68％的四种土样，其中35％掺砂比例混合料的级配曲线，是级配指数为0.25～0.4之间的富勒泰波曲线，其余混合料级配位于这个范围之外，对这几种混合土试样进行室内CBR试验、膨胀试验及水稳定性试验等，结果表明，位于确定级配范围内的改良土体，即掺砂比例为35％的试样宏观力学性能改善效果最为明显。 (3)利用CT试验对不同掺砂比例土样及浸水过程中土样内部缺陷的位置、大小、形状等进行定性分析。基于图像增强及图像分割技术处理后的图像，对孔隙的面积、平均直径、平均周长、粗糙比等细观结构参数进行了统计和定量分析。 (4)利用颗粒流数值分析软件对素土、掺砂15％、35％和68％的混合料分别进行了荷载板和平面应变试验模拟，比较分析掺砂比例对高液限粘土抗剪及抗压性能的影响。 |
| 作者： | 张婷 |
| 专业： | 土木工程;岩土工程 |
| 导师： | 方磊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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