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用土水特征曲线分析膨胀土的改良效果

作　者: 林丽萍
导　师: 杨和平
学　校: 长沙理工大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 膨胀土石灰粉煤灰 RBI 压力板仪土水特征曲线基质吸力 VG模型
分类号: U416.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 244次
引　用: 3次
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内容摘要

膨胀土吸水显著膨胀软化、失水收缩开裂且反复变形,是一种具有不良工程性质的典型非饱和土,修建在其上的轻型结构物常遭受严重破坏。化学改良是工程中常用的处治方法,评价改良效果通常也采用土体的强度、胀缩性及塑性指数等指标。为建立非饱和土理论与工程问题的联系,本文探讨提出一种新的评价方法,即用土水特征曲线来评价膨胀土的改良效果。室内采用石灰、粉煤灰和RBI三种改良剂对百色膨胀土进行改良,每种改良剂均为四种掺量,每个试验备土样20个,进行基本性质试验,得到各土样改良前后的土性变化规律。对照已有的评价标准,获得了不同改良土的改良效果,同时为用非饱和土的土水特征曲线进行评价提供参照。用压力板仪在5～1000KPa吸力范围内对同时制备的改良土分别进行脱湿土水特征曲线试验,整理测试结果,绘出土水特征曲线并用VG模型对试验数据进行拟合,发现相关性很好,表明试验数据合理、可信。试验结果表明,石灰、粉煤灰改良土的土性变化具有良好的规律性,其中最佳含水率、最大干密度、自由膨胀率、粘粒含量和塑性指数都随改良剂剂量的增加而降低,而RBI固化剂并不适用于改良膨胀土。分析石灰、粉煤灰改良土土水特征曲线,同样发现具有良好的规律性。据此,基于非饱和土理论,对照自由膨胀率试验测试指标,探讨采用饱和重力含水率、进气值、残余含水率和曲线斜率四指标来评价膨胀土的改良效果。进一步的分析研究指出,四指标体系中只要三个满足要求就能确定该土已达到改良效果。其中,饱和重力含水率是必备指标,其余三个指标中只需两个满足标准即可。研究表明土水特征曲线可用来评价膨胀土的改良效果。新指标体系的建立,能帮助人们更好地分析改良膨胀土的工程性质。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章绪论  11-19
  1.1 问题的提出与研究意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-17
    1.2.1 非饱和土力学的研究进展  12-13
    1.2.2 非饱和土中土的吸力理论  13-14
    1.2.3 土水特征曲线在非饱和土研究中的地位  14-17
  1.3 本论文的主要研究内容  17-19
第二章非饱和土土水特征曲线研究综述  19-28
  2.1 概述  19
  2.2 土水特征曲线的定义  19
  2.3 土水特征曲线的分类  19-20
  2.4 土水特征曲线的影响因素  20-21
  2.5 土水特征曲线的数学模型  21-23
    2.5.1 以对数函数的幂函数形式表达的数学模型  21-22
    2.5.2 幂函数形式的数学模型  22
    2.5.3 土水特征曲线的分形模型  22-23
    2.5.4 半对数简化模型  23
  2.6 土水特征曲线的级数展开式  23-24
  2.7 土水特征曲线的通用表达式  24-25
  2.8 数学模型中参数a 的意义  25
  2.9 土水特征曲线的主要特征  25-26
  2.10 本章小结  26-28
第三章素土和改良膨胀土基本性质试验及分析  28-48
  3.1 石灰、粉煤灰、RBI 改良膨胀土的改良机理  28-29
  3.2 膨胀土中石灰、粉煤灰、RBI 掺量的确定方法  29-30
  3.3 试验材料说明  30-31
  3.4 击实试验  31-36
    3.4.1 试样制备  31
    3.4.2 试验步骤  31-36
    3.4.3 试验结果分析  36
  3.5 自由膨胀率试验  36-38
    3.5.1 试样制备  37
    3.5.2 试验步骤  37-38
    3.5.3 试验结果分析  38
  3.6 土粒比重试验  38-39
    3.6.1 试样制备  38
    3.6.2 试验步骤  38-39
    3.6.3 试验结果分析  39
  3.7 颗粒分析试验  39-42
  3.8 界限含水量试验  42-45
    3.8.1 试样制备  42
    3.8.2 试验步骤  42-45
    3.8.3 试验结果分析  45
  3.9 膨胀力试验  45-47
    3.9.1 试样制备  45
    3.9.2 试验步骤  45-46
    3.9.3 试验结果分析  46-47
  3.10 本章小结  47-48
第四章素土和改良膨胀土的土水特征曲线室内试验及分析  48-64
  4.1 试验仪器与工作原理简介  48-51
    4.1.1 压力板仪气压提取工作原理  49-50
    4.1.2 高进气值陶瓷板  50-51
  4.2 试样的制备  51-52
  4.3 土水特征曲线试验步骤  52-55
  4.4 石灰改良土的土水特征曲线试验数据及分析  55-56
  4.5 粉煤灰改良土的土水特征曲线试验数据及分析  56-57
  4.6 RBI 改良土的土水特征曲线试验数据及分析  57-58
  4.7 改良土土水特征曲线的拟合  58-63
  4.8 本章小结  63-64
第五章用土水特征曲线评价改良效果的方法研究  64-68
  5.1 评价指标的提出  64
  5.2 评价指标的取值  64-67
  5.3 用土水特征曲线评价膨胀土改良效果的步骤与方法  67
  5.4 本章小结  67-68
第六章结论与展望  68-70
  6.1 主要结论  68
  6.2 进一步研究建议  68-70
参考文献  70-74
致谢  74-75
附录 A 攻读硕士学位期间发表论文及参与的科研项目  75

用土水特征曲线分析膨胀土的改良效果

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