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原文传递 风化千枚岩路基填料回弹模量衰减特性研究
论文题名: 风化千枚岩路基填料回弹模量衰减特性研究
关键词: 路基填料;千枚岩;路基回弹模量;路面结构;力学性能
摘要: 千枚岩属软岩范畴,具有较强的水敏感性,作路基填料修筑路基时,必须考虑水分变化给路基填料带来的不利影响,路基内部含水率的变化不仅会造成千枚岩填料的颗粒破碎,更关键的是改变路基的力学特性。鉴于此,论文采用室内试验分析了含水率及含石率对路基回弹模量的影响,并用数值模拟的方法分析了路基回弹模量的衰减对路面结构力学性能的影响,主要成果如下:
  1)通过现场筛分试验,分析了天然状态下千枚岩弃料的颗粒级配组成状况,结果表明,天然状态下千枚岩弃料大多为颗粒级配不良;通过击实试验获得了不同级配类型的千枚岩填料的最大干密度及最佳含水率;由浸水-风干试验和干湿循环试验可知,在较短时间内或者较少次数的干湿循环对千枚岩填料的崩解破碎影响不太明显。
  2)研发了室内土基模量测试装置,进行了不同粗颗粒含量和不同含水率下填料的回弹模量测试,分析了含水率和含石率对填料回弹模量的影响。随着含水率的增大,不同含石率填料的回弹模量均呈先小幅度增大后大幅度减小,并最终趋于稳定的发展趋势;随粗颗粒含量的由小增大,风化千枚岩填料的回弹模量也呈先增大后减小的趋势,在含石率35%~45%时回弹模量值较高也较稳定,合理的含水率取值时回弹模量值最大可达47MPa以上。
  3)模拟地下水对千枚岩填料的影响,进行了含石率35%、55%、75%及细颗粒土四种填料的土柱水分迁移试验,补水过程中监测其含水率及回弹变形,探究了水分迁移对千枚岩填料回弹模量的影响。结果可知:在补水5~10天之间回弹模量值衰减幅度最大,随着水分进入土体,回弹模量值会有小幅度的增大,在25天后趋于稳定;开始补水后,填料回弹模量衰减系数最高可达70%以上;且随着粗颗粒含量的增加,回弹模量衰减系数减小,但其衰减系数也达到了50%左右。
  4)应用数值模拟的方法对路基回弹模量衰减条件下的路面结构力学特性进行了分析,结果表明:随路基回弹模量衰减幅度的增大,路表沉降呈规律性增加,路面各结构层受力状态也在改变,尤以基层受力最显著。以基层受力为依据计算了路面结构的疲劳寿命,其基层的疲劳寿命随轴载的增加呈指数性快速衰减,随回弹模量的衰减呈线性衰减。
作者: 李汶霖
专业: 防灾减灾工程及防护工程
导师: 毛雪松
授予学位: 硕士
授予学位单位: 长安大学
学位年度: 2017
正文语种: 中文
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