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土石填方路堤颗粒破碎效应及动应力响应特征
| 论文题名： | 土石填方路堤颗粒破碎效应及动应力响应特征 |
| 关键词： | 高速公路;土石填方路堤;强夯法;颗粒破碎效应;动应力响应特征 |
| 摘要： | 土石混合料填筑形成的路堤容易出现较大的工后沉降，强夯法施工是提高土石填方路堤施工质量，减小其工后沉降的有效措施。针对土石填料结构复杂，导致土石填方路堤工后易出现整体或局部下沉的技术问题，以京秦高速遵秦段祖山区域工程为依托，采用室内模型试验、岩石单颗粒压缩破碎试验、数值模拟三种方法，对土石填料内部的颗粒破碎效应和动力响应机制进行了研究，论文的主要工作如下： （1）依据相似模型试验理论设计了强夯施工的室内模型试验，分析了强夯能级、夯击形式等因素对夯击中产生的动应力的影响，根据试验所得数据，评定了各组夯击试验的加固效果。试验结果表明：强夯施工的加固效果与夯击能级有密切联系，此外，在相同的夯击能级下，采用小质量、高落距的夯击形式在沿深度方向能够取得更好的加固效果。 （2）利用电液伺服油源控制系统进行了60组岩石单颗粒的压缩破碎试验，基于分形理论分析了颗粒粒径、颗粒形状对颗粒破碎强度的影响，结合统计学方法对压缩试验的数据进行分析，由颗粒特征粒径和颗粒破碎强度计算得到的岩石颗粒分形维数分别为2.42和2.69，两者的R2值分别为0.97与0.47。 （3）采用颗粒流PFC（Particle Flow Code）3D数值分析软件对强夯施工过程作了建模和计算，通过软件内置的测量球工具，监测并记录夯锤加载后模型内部各位置处的应力、孔隙率、颗粒级配和地基表面夯沉量的变化数据，对室内试验结果作出了补充说明。数值计算结果表明：夯锤自由下落产生的冲击波在地基中沿某一角度向深处扩散；在一次夯击过程中，土石填料孔隙率先减小后增大；80%以上的夯沉量在前6次夯击中产生，颗粒破碎主要在前4次夯击中出现。 |
| 作者： | 郭毅磊 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 曹海莹 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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