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海口灵山红粘土工程特性研究

作　者: 夏小兵
导　师: 李光范
学　校: 海南大学
专　业: 岩土工程
关键词: 红粘土工程特性应力路径改进Duncun-Chang 模型
分类号: TU442
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 120次
引　用: 5次
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内容摘要

红粘土自发现以来已有200余年历史,属于区域性特殊土,我国的红粘土广泛分布于南方。红粘土具有许多特殊的工程特性：高含水率、高孔隙比、低压缩性、高强度等。海南全岛大部分区域分布有红粘土,主要由花岗岩及玄武岩经过红土化作用形成,海口市灵山镇位于海南省北部玄武岩分部区域,该镇大部分地区分布有红粘土。本文通过收集国内其他地区红粘土文献资料,得到了其他地区红粘土的一些物理力学指标数据,将之与海口灵山红粘士进行了比较,并以海口灵山红粘土为研究对象,进行了各项室内常规土工试验,获得了其主要的工程性质参数。本文在研究中采用美国全自动LoadTracⅡ型三轴仪,进行了三轴压缩试验及三轴应力路径试验,获得了其应力应变关系。在各项试验数据的基础上,对海口灵山红粘土进行了本构模型的研究。本文获得的主要结论有以下几点：(1)对海口灵山红粘土进行室内土工试验,获得了一系列工程特性指标,如高含水率、高孔隙比、高液塑限、中等压缩性、中等灵敏度等工程性质参数。(2)本文对海口灵山红粘土进行各种应力路径下的三轴试验,揭示了海口灵山红粘土的应力应变关系,得出海口灵山红粘土分别在不同的应力路径下具有剪缩性和剪胀性。(3)对海口灵山红粘土进行本构模型研究,对海口灵山红粘土进行了Duncun-Chang模型及改进Duncun-Chang模型的研究和参数标定。通过海口灵山红粘土的Duncun-Chang模型和改进Duncun-Chang模型确定的预测值与实测值进行对比,发现改进Duncun-Chang模型能够较好的反映海口灵山红粘土的应力应变关系。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-20
  1.1 选题依据及研究意义  9-10
  1.2 国内外发展现状  10-18
    1.2.1 红粘土的定义  10-11
    1.2.2 红土的成因  11-12
    1.2.3 红土的分类  12-13
    1.2.4 红粘土的矿物组成、化学组成及结构特征  13
    1.2.5 红粘土的工程特性  13-15
    1.2.6 红粘土的工程危害  15-18
  1.3 红粘土研究技术路线  18-20
第二章海口灵山镇红粘土常规室内试验研究  20-38
  2.1 试验取样与制备  20-21
  2.2 常规室内土工试验  21-26
    2.2.1 试验内容  21-23
    2.2.2 试验结果  23-26
  2.3 胀缩性试验  26-30
    2.3.1 自由膨胀率试验  26-27
    2.3.2 收缩试验  27-30
  2.4 直接剪切试验  30-33
    2.4.1 快剪试验  30-31
    2.4.2 固结快剪试验  31-33
  2.5 标准固结试验  33-36
  2.6 无侧限压缩试验  36-37
  2.7 本章小结  37-38
第三章三轴试验研究  38-59
  3.1 试验设备  38-40
  3.2 试验方法  40-42
  3.3 三轴压缩试验  42-44
    3.3.1 不固结不排水剪试验(UU试验)  42-43
    3.3.2 固结不排水剪试验(CU试验)  43-44
    3.3.3 固结排水剪试验(CD试验)  44
  3.4 三轴应力路径试验  44-54
    3.4.1 σ_3定值剪切试验  46-49
    3.4.3 σ_1定值剪切试验  49-50
    3.4.4 等p试验  50-52
    3.4.5 等q试验  52-54
  3.5 比较分析  54-58
    3.5.1 原状土与扰动土σ_3定值试验对比  54
    3.5.2 σ_3定值、等p、σ_1定值试验在CU条件下的对比分析  54-56
    3.5.3 σ_3定值、等P试验在CD条件下的对比分析  56-57
    3.5.4 破坏土样对比  57-58
  3.6 本章小结  58-59
第四章海口灵山红粘土非线性本构模型研究  59-77
  4.1 引言  59
  4.2 广义虎克定律  59-61
  4.3 DUNCAN-CHANG模型研究  61-65
    4.3.1 Duncan-Chang E-v模型  61-65
    4.3.2 Duncun-Chang E-B模型  65
  4.4 改进DUNCAN-CHANG模型  65-68
    4.4.1 切线模量  66-67
    4.4.2 切线泊松比  67-68
  4.5 海口灵山红粘土模型参数的标定  68-73
    4.5.1 海口灵山红粘土Duncan-Chang模型参数的标定  68-71
    4.5.2 海口灵山红粘土改进Duncan-Chang模型参数标定  71-73
  4.5 海口灵山红粘土应力应变模型预测分析  73-75
    4.5.1 海口灵山红粘土Duncan-Chang模型预测分析  74
    4.5.2 海口灵山红粘土改进Duncan-Chang模型预测分析  74-75
  4.6 本章小结  75-77
第五章结论  77-79
  5.1 主要结论  77-78
  5.2 进一步工作的建议  78-79
参考文献  79-86
致谢  86-87
攻读硕士学位期间主要科研和实践  87-88
附录  88-92

海口灵山红粘土工程特性研究

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