压实黄土的工程性质及应用问题——以陕西关中西宝高速公路路基黄土为例

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黄土是我国北方广泛分布的一种特殊土，并被广泛应用于公路工程的建设。近几年来，随着公路建设的突飞猛进，对非饱和压实黄土工程性质的研究更具有现实意义。论文在对西宝高速公路病害进行现场调查的基础上，就病害的分布规律、病害的类型及产生机理作了分析，提出了黄土土性问题是公路病害产生的重要原因之一。论文以非饱和黄土为研究对象，以压缩、直剪和三轴剪切试验为手段，对非饱和压实黄土的变形和强度特性进行了研究，分析了试样含水率、干密度对其变形和强度的影响，并在此基础上提出了路基沉降量的计算式。取得的主要试验研究成果如下： (1)高速公路路基、路面病害二者是互相影响，互相加强的关系。指出了路基超标沉降是引起路基路面病害的重要原因之一，将路基沉降分为整体沉降和局部沉降。对于局部沉降，根据水和荷载作用先后顺序与程度，将其分为三种类型：A、水先起主导作用；B、荷载先起主导作用；C、水与荷载的耦合作用。 (2)在直接浸水条件下，同一干密度压实黄土的总变形与起始含水量和压力有关，不再是压力的单值函数。饱和压实黄土的总变形是压力的单值函数，其总变形系数与压力的函数关系，结合改进的分层总合法可用于路基最大沉降量的计算。 (3)在相同干密度条件下，随垂直压力的增大压缩变形系数增大。在相同垂直压力作用下，随干密度的增大压缩变形系数减小。在同一压力下，随试样起始含水量的增大压缩变形系数逐渐增大，压缩变形系数与压力的函数关系，结合改进的分层总合法可用于路基压缩沉降量的计算。分析了增湿变形与加荷变形的关系，并建立了二者之间的换算关系式，可用于黄土路基增湿变形计算。 (4)同一干密度条件下，饱和湿陷系数随起始含水量增大而减小；同一压力条件下，饱和湿陷系数随干密度增大而减小；同一含水量条件下，饱和湿陷系数随压力增大而增大。压缩变形与饱和湿陷变形的关系：在黄土增湿过程中压缩变形系数的增长率等于饱和湿陷系数的衰减率。对比了单线法和双线法研究压实黄土湿陷系数的结果，并得出浸水路径是其差异产生的主要原因之一。 (5)通过研究压实黄土压缩变形速率和湿陷变形速率，得出了压缩变形量、浸水后压缩变形量与浸水湿陷变形量和时间的函数关系，以用于预测和计算路基随时间变化而产生的沉降量。 (6)在含水量较小的情况下，黄土的抗剪强度由其本身的粘结强度决定，反之则由摩擦作用决定。无论在含水量较小还是在含水量较大的条件下，其应力应变曲线的峰值剪应力随着干密度的增大而增大。 (7)对应不同阶段的围压和含水量，压实黄土的应力应变关系对应不同的数学模式。分析了双曲线数学模式对压实黄土的适用性，从数学的角度探讨了双曲线的缺陷。

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作者
何春锋;
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作者单位

西北农林科技大学;

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授予单位西北农林科技大学;
学科岩土工程
授予学位硕士
导师姓名李靖;
年度 2006
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类黄土与地基;
关键词
压实黄土; 土的工程性质; 应用; 陕西; 关中; 公路路基; 压缩变形量; 含水量; 变形系数; 干密度; 压力; 湿陷系数; 沉降量; 湿陷变形; 函数关系; 路面病害; 计算; 分层总合法; 变形和强度; 非饱和;

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