【摘 要】
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黄河流域的基础设施建设是未来的热点发展方向,沿黄高速公路的建设需要大量的路基填料。黄河蕴藏着丰富的泥沙资源,若将黄河泥沙用作路基填料,既有利于解决黄河泥沙淤积问题,又可以满足沿黄高速公路建设的巨大填料需求。为了促进黄河泥沙在沿黄高速公路路基填筑中的推广应用,满足黄河泥沙路基的工程设计和安全评价需求,需要对其岩土力学特性开展系统深入的试验探究以提供理论和数据支撑,本文选取郑州某典型河段的黄河泥沙,开
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目（52178369）: 大豆脲酶固化黄河泥沙用作路基填料的宏微观效果与机理研究；
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黄河流域的基础设施建设是未来的热点发展方向,沿黄高速公路的建设需要大量的路基填料。黄河蕴藏着丰富的泥沙资源,若将黄河泥沙用作路基填料,既有利于解决黄河泥沙淤积问题,又可以满足沿黄高速公路建设的巨大填料需求。为了促进黄河泥沙在沿黄高速公路路基填筑中的推广应用,满足黄河泥沙路基的工程设计和安全评价需求,需要对其岩土力学特性开展系统深入的试验探究以提供理论和数据支撑,本文选取郑州某典型河段的黄河泥沙,开展了室内土工试验和等向固结不排水条件下的静动三轴加载试验,对黄河泥沙的基本物理力学特性及其基于三轴试验的静动力特性进行了探究。主要研究成果如下:（1）通过颗粒分析试验、比重试验、击实试验、最小干密度试验、液塑限联合测定试验、承载比试验等测定了黄河泥沙试样的颗粒级配、比重、最佳含水率、最大干密度、最小干密度、液塑限和加州承载比（CBR）等基本物理力学指标,验证了黄河泥沙符合路基设计与施工规范的基本性能要求。（2）开展应力控制的不排水静态三轴剪切试验,探究了围压、相对密实度和加载速率等因素对饱和黄河泥沙的强度、变形和孔隙水压力等特性影响,得到了不同加载条件下黄河泥沙的不排水剪切强度,并确定了黄河泥沙应力-应变关系的双曲线函数模型。（3）开展动态三轴试验对饱和黄河泥沙的动剪切模量和阻尼比进行探究,考虑了围压、相对密实度和加载频率的影响。建立了黄河泥沙阻尼比和动剪切模量的数学关系式,确定了适用于黄河泥沙动剪切模量和阻尼比的预测模型。（4）为了研究饱和黄河泥沙的液化特性,本文对饱和黄河泥沙开展动态三轴试验,考虑了围压、相对密实度、循环应力比、加载频率等因素的影响,系统地研究了黄河泥沙的动孔压、动应力、动应变、液化次数与动强度等在不同加载条件下的变化规律。分析了动荷载作用下黄河泥沙的液化机理,提出了液化过程中黄河泥沙的失稳破坏标准。建立了适用于黄河泥沙的孔隙水压力发展的预测模型。（5）为了模拟实际交通荷载的影响,本文选用半正弦波形,对饱和黄河泥沙开展了一系列长期动态三轴试验,考虑了围压、相对密实度、循环应力比和加载频率的影响,探究了不同加载条件下黄河泥沙累积应变与回弹应变的变化规律。得到了黄河泥沙发生累积塑性破坏的动强度,建立了黄河泥沙累积应变的预测模型,基于该预测模型和分层总和法提出了预测长期交通荷载作用下黄河泥沙路基沉降变形的方法。
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