冻融循环下路基粉质砂土力学特性研究

来源 :东华理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:simon20088
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在冻融循环的影响下,土体性质改变,进而性能降低,致使路基出现翻浆等病害,威胁道路设施的正常使用,不利于经济的发展。因此,为探讨季冻区路基土的物理及力学性能,本文以西北地区路基粉质砂土为研究对象,探讨了冻融循环条件下西北地区路基土的物理性质、冻融特性、力学性能及其影响因素,研究了新老路基间差异变形的规律,旨在为今后西北地区公路的设计与施工提供支持和依据,为路基冻融病害的防治提供参考。主要的研究内容和成果如下:(1)通过颗粒分析试验、击实试验、承载比试验、渗透系数试验,导热系数试验等得到土体的物理参数,确认该试验用土可以用作路基填料,并将土体进行定名为粉质砂土。(2)开展冻胀融沉试验,研究粉质砂土的冻胀融沉特性,得到其冻胀率与融沉系数与干密度负相关,而与始含水率正相关。粉质砂土的冻胀率均大于融沉系数,体积发生膨胀,且膨胀率在逐渐减小。确定其在压实度达到90%以上、含水率较低时表现为不冻胀。所以季冻区的路基工程建设可以通过提高压实度,增强排水能力来降低路基的冻胀融沉变形量。(3)结合实际工程情况设置条件进行粉质砂土的三轴剪切试验。得到冻融后粉质砂土的静力学特性随冻融循环次数与含水率的增加而降低,随着围压的增加线性增长。而加载速率的影响较弱。并以冻融循环次数为变量,对邓肯-张模型的参数进行修正,修正后的模型能较好反映粉质砂土的应力-应变曲线。(4)最后开展动三轴试验后静三轴试验,研究冻融土在循环动荷载下累计变形规律,分析新老路基强度的差异性,得到粉质砂土的累积应变与冻融循环次数和含水率正相关,与围压负相关,最终累积应变小于1%。动荷载作用对粉质砂土的应力—应变曲线具有软化作用。在动荷载作用下,粉质砂土的强度下降明显。
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