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泡沫轻质土的力学性能及其在道路工程中的应用研究
| 论文题名： | 泡沫轻质土的力学性能及其在道路工程中的应用研究 |
| 关键词： | 泡沫轻质土;道路工程;力学性能;数值模拟;路基变形;边坡稳定性 |
| 摘要： | 泡沫轻质土作为一种典型的新型轻质材料，以其质轻高强、流动性好及施工便捷等优点被广泛应用于各工程领域，尤其在道路工程领域取得了良好的效果。但其力学性能受赋存环境的影响规律尚不清晰，且在工程中应用的耐久性问题、复杂环境影响下的变形和稳定性问题都成为了制约工程安全的重要问题。 本文依托贵州省凯里环城高速公路工程，通过室内试验及数值仿真计算相结合的方法，对不同配比泡沫轻质土的力学性能、泡沫轻质土路基中可能产生的不协调变形、长期耐久性以及路基边坡在降雨作用下的稳定情况等问题进行了研究。主要研究内容如下： （1）复杂赋存环境下泡沫轻质土力学性能研究。以室内试验为依托，研究不同配比泡沫轻质土在干湿循环下，其干质量、湿质量及强度随循环次数的变化规律；在冻融循环下，其强度随循环次数的变化规律；在温度变化下，其强度的变化规律。同时探究了粉煤灰掺量、水胶比变化对泡沫轻质土性能的影响。 （2）泡沫轻质土路基的变形特性及长期耐久性研究。以数值模拟为主要手段，研究不同填筑材料在路面加载前后路基的变形特性，考虑泡沫轻质土的容重等级和单次不同浇筑厚度两个参量对泡沫轻质土路基变形的影响，同时基于试验获取的材料力学参数和相关材料时变规律，研究泡沫轻质土性能变化对路基工程长期耐久性的影响。 （3）降雨作用对泡沫轻质土路基边坡稳定性的影响。以实际工程为背景，研究泡沫轻质土路基性能变化对路基边坡长期稳定的影响，同时考虑降雨强度及降雨类型对边坡稳定性的影响。 结果表明：（1）泡沫轻质土具有较好的抗干湿、抗冻融性能以及较好的温度耐受性。相同试验条件情况下，水胶比和粉煤灰的增加，都会使强度出现下降。（2）泡沫轻质土作为路基填料时，路基变形最小；随着泡沫轻质土容重等级的升高，路基变形逐渐增大，泡沫轻质土单次不同浇筑厚度对泡沫轻质土路基变形的影响较小；基于试验获取的材料力学参数和相关材料时变规律，表明泡沫轻质土在路基工程中的长期耐久性较好。（3）泡沫轻质土路基性能变化对路基边坡长期稳定的影响较小，不同降雨强度及降雨类型作用下的边坡均能满足稳定性要求。 |
| 作者： | 杨鹏 |
| 专业： | 水利工程 |
| 导师： | 王超;王浩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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