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原文传递膨胀土力学参数的试验研究

论文题名：	膨胀土力学参数的试验研究
关键词：	膨胀土;边坡稳定性;膨胀泥岩;大三轴试验;软弱结构面;泊松比;弹性模量
摘要：	在膨胀土边坡稳定性数值模拟分析计算时，所需抗剪强度指标、膨胀土在不同含水量下的泊松比直接从试验获取非常困难，此外关于结构层对模型强度的影响很难确定。本文以宁明灰褐色膨胀泥岩和灰白色非饱和膨胀土为研究对象，研究了宁明灰褐色膨胀泥岩的围结构性对毛细吸水性能的影响；通过对具有软弱结构面大尺寸三轴试样的剪切试验来研究软弱结构面对试样整体的影响；并基于GDS三轴试验仪和霍尔传感器控制的K0固结试验，间接的测量了宁明灰白色膨胀土的泊松比和弹性模量，为仿真计算提供了参数。广西南宁南友路膨胀土路堑边坡滑塌时滑动面均发生在土岩界面上，本文通过模拟实际工况，研究了原状膨胀泥岩毛细吸水的各向异性特性。结果表明膨胀泥岩由于历史成因导致的微观结构性，使得其吸水性能具有沿层理方向吸水快，并且能导致泥岩崩解；沿垂直层理方向缓慢且不会使泥岩产生裂缝。通过WFI公司生产的Tritech三轴试验系统研究了结构面对膨胀土强度的影响，并且较详细介绍了该系统的组成和试验操作过程。试验表明：具有结构面的膨胀土在低应力下产生大变形的特征，并进一步提出了这个特征是导致膨胀土坡顶产生后缘裂隙主要原因之一的观点，为数值模拟分析提供更符合实际的膨胀土体和软弱层的抗剪强度指标。考虑到边坡失稳常常发生在雨季，这个时期正是坡体内部温度急剧变化的时期，温度对膨胀土抗剪强度的影响在可控温的大三轴试验仪上进行了研究。结果表面膨胀土的抗剪强度指标与温度均呈现较好的线性关系。本文另外一个重要成果是从广义胡克定律出发推导出以K0来表示泊松比和弹性模量的公式，并成功地通过GDS三轴仪和霍尔传感器实现了准确、简便、间接测试μ和E，并为膨胀土边坡稳定性数值模拟分析提供所需参数。
作者：	周桂成
专业：	道路与铁道工程
导师：	郑健龙
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长沙理工大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文