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冻融循环作用对黄土路基性质及边坡稳定性的影响研究
| 论文题名： | 冻融循环作用对黄土路基性质及边坡稳定性的影响研究 |
| 关键词： | 冻融循环;抗剪强度;黄土路基;边坡稳定性;力学性质 |
| 摘要： | 在我国，黄土广泛分布于华北和西北地区等季节性冻土区，随着外界气温变化，该地区的黄土在每年会经历数次的冻融循环。在冻融循环作用下，黄土的物理力学性质发生了改变，直接影响到工程的稳定性及耐久性。通过前期的山西省黄土地貌地质灾害防治的初期调查研究发现，冻融作用也是诱发黄土地质灾害的重要原因之一。然而，到目前为止对季节性冻土的研究并不多，且都局限在青藏甘肃等地区，对华北地区尤其是山西地区更是缺少研究。因此研究冻融循环作用对于黄土的影响具有非常重要的意义。 本文主要以太原东中环路工程为背景，通过室内模拟冻融循环试验，分别分析不同冻融循环次数和冻结温度对两种土样（路基原土和黄土填料）的抗剪强度的影响，并将室内试验的结果用于黄土路基边坡稳定性分析中。本次试验共用到土样30组，分别进行在冻结温度为-20℃、-10℃、-5℃下进行1、3、5、9次冻融循环试验，抗剪强度测定采用直剪试验，并在直剪试验后测土样含水率，边坡稳定性分析采用大型有限元分析软件ABAQUS。具体结果及结论如下： 1.黄土的力学性质方面：在冻融循环后，土样的抗剪强度都降低，其中其中粘聚力c减小较为明显，内摩擦角?变化幅度很小，在工程中可以认为内摩擦角?在冻融循环之后没有变化。且在不同冻融循环的次数与冻结温度下，土样抗剪强度降低的幅度不同。具体表现为：冻结温度越低，抗剪强度降低越多；冻融循环次数越多，抗剪强度降低越多，且在第一次冻融循环后抗剪强度降低最多，之后随着循环次数增加，每次冻融循环后抗剪强度的减小值不断变小。粘聚力c的变化规律与抗剪强度基本相同。冻融后湿陷性的黄土抗剪强度降低值大于非湿陷性黄土。 2.黄土的物理性质方面：在封闭系统下进行冻融循环后，土样的含水率基本不发生变化，即封闭系统下冻融循环作用对黄土的含水率没有影响。 3.路基边坡稳定性方面：利用强度折减法分析该工程中路基边坡的稳定性，分析得出，在冻融循环后，路基边坡稳定性安全系数减小。与冻融前相比，经过冻融循环后边坡内塑性应变区发展更快、塑性变形区范围更大。 |
| 作者： | 武丹 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 巨玉文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 太原理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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