• 阐释非饱和粉质粘土抗剪强度特性试验及其对边坡稳定性的影响-大学毕业论文范文

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论文导读:

摘要:非饱和土的强度特性是现今国内外土力学研究的热点和难点,非饱和土强度问题引发的工程事故和工程浪费现象极其普遍。因此,有必要对非饱和土的强度特性做更深入的试验研究。本文的研究目标是了解非饱和粉质粘土的基本物理和压缩特性,得到其抗剪强度特性:包括含水量、干密度和各向异性对非饱和粉质粘土的抗剪强度的影响。分析由非饱和残坡积土、人工填土边坡的稳定性和其抗剪强度特性的关系,验证本文提出的研究分析方法的工程实用性。本文的所做的主要工作及成果如下:(1)通过对所取土样进行的室内试验研究分析得到其基本物理特性和压缩特性并且找到适合本次试验的制样方法。(2)多数非饱和土的强度理论公式都含有吸力项,以反映强度当中吸力的贡献,但是,吸力控制的试验代价高且耗时。在实际工程中,土体含水量较易确定,可以直接研究非饱和土的抗剪强度指标和含水量的变化关系,建立含水量的抗剪强度公式,虽然此方法是经验性和近似的,但是由于实际工程中,只要知道含水量的分布就可以方便准确的确定其强度,相对较实用,同时还可以避免吸力的量测。因此,本文以非饱和土总应力强度公式为基础,通过室内直剪试验研究分析了含水量、干密度以及各向异性对非饱和粉质粘土抗剪强度特性的影响,得到了其抗剪强度指标和含水量、干密度之间的基本规律和拟合公式。从抗剪强度指标的角度得到了重塑非饱和粉质粘土的各向异性。(3)Geo_slope是一套专业、高效而且功能强大的适用于岩土工程和岩土环境模拟计算的仿真软件。本文以Geo_slope软件为基础通过非饱和土总应力强度公式得到的含水量和抗剪强度指标的拟合公式,将不同含水量所对应的非饱和土抗剪强度指标带入边坡稳定性分析当中,得到其不同含水量下的非饱和土边坡稳定性的安全系数。此方法可以很好利用现有的Mohr-Colum强度公式,绕开求非饱和土的孔隙水压力大小和Φb,即考虑了非饱和土基质吸力随含水量变化的影响因素,又保证了该方法的工程实用性。通过此方法得到了含水量、干密度对非饱和人工填土、残坡积土边坡稳定性的影响。(4)通过对非饱和粉质粘土的人工填土、残坡积土边坡的两个工程实例进行分析研究并且对照其分析结果确定了本文研究分析方法的工程实用性。 关键词:非饱和 粉质粘土 强度特性 边坡稳定 含水量 干密度 各向异性
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  • 摘要4-6
  • Abstract6-10
  • 第一章 绪论10-25
  • 1.1 选题依据及研究意义10-11
  • 1.2 国内外研究现状11-22
  • 1.2.1 非饱和土的发展历史11
  • 1.2.2 非饱和土抗剪强度研究历史及现状11-15
  • 1.2.3 利用总应力强度公式的非饱和土抗剪强度特性的研究现状15-18
  • 1.2.4 研究现状结论总结18-19
  • 1.2.5 非饱和土的边坡稳定性分析的研究现状19-22
  • 1.3 本文的理论基础22-23
  • 1.4 主要研究内容与技术路线23-25
  • 第二章 非饱和粉质粘土的基本物理特性及压缩特性25-37
  • 2.1 取样25-26
  • 2.2 粉质粘土的的基本物理性质26-31
  • 2.2.1 含水量26
  • 2.2.2 天然密实度26
  • 2.2.3 比重26-27
  • 2.2.4 液塑限27-28
  • 2.2.5 颗粒级配28-29
  • 2.2.6 渗透系数29-30
  • 2.2.7 非饱和土粉质粘土的基本物理特性30-31
  • 2.3 非饱和粉质粘土的压缩特性31-36
  • 2.3.1 重塑样制备31-33
  • 2.3.2 压缩试验方案33
  • 2.3.3 试验过程33-34
  • 2.3.4 试验结果34-36
  • 2.3.5 试验结果分析36
  • 2.4 小结36-37
  • 第三章 含水量对非饱和粉质粘土的抗剪强度的影响37-56
  • 3.1 引言37
  • 3.2 试验方案37
  • 3.3 试验过程37-39
  • 3.3.1 不固结快剪37-38
  • 3.3.2 固结快剪38-39
  • 3.4 试验结果39-54
  • 3.4.1 不固结快剪的试验结果39-45
  • 3.4.2 固结快剪的试验结果45-52
  • 3.4.3 不固结快剪和固结快剪的对比分析52-54
  • 3.5 小结54-56
  • 第四章 干密度对非饱和粉质粘土抗剪强度的影响56-75
  • 4.1 引言56
  • 4.2 试样制备56
  • 4.3 试验方案56
  • 4.4 试验结果56-74
  • 4.4.1 不固结快剪试验结果56-66
  • 4.4.2 固结快剪试验结果66-74
  • 4.5 小结74-75
  • 第五章 非饱和粉质粘土抗剪强度的各向异性75-80
  • 5.1 引言75
  • 5.2 试样制备75-76
  • 5.3 试验过程76
  • 5.4 试验结果76-79
  • 5.4.1 不同方向剪应力与剪切位移的关系曲线76-77
  • 5.4.2 不同方向剪切位移和竖向变形的关系曲线77-78
  • 5.4.3 相同竖向压力下的剪应力与剪切位移的关系曲线78
  • 5.4.4 抗剪强度指标78-79
  • 5.5 小结79-80
  • 第六章 非饱和粉质粘土边坡稳定性分析80-94
  • 6.1 引言80
  • 6.2 分析理论80
  • 6.3 软件介绍80-82
  • 6.4 非饱和土边坡稳定性分析82-88
  • 6.4.1 人工填土边坡稳定性分析82-85
  • 6.4.2 残坡积土边坡稳定性分析85-88
  • 6.5 非饱和土抗剪强度特性的应用88-89
  • 6.5.1 水库、河流边坡稳定性分析88
  • 6.5.2 降雨条件下边坡稳定性分析88-89
  • 6.6 案例分析89-93
  • 6.6.1 非饱和人工填土路基的边坡稳定性分析89-91
  • 6.6.2 非饱和残坡积土边坡稳定性案例分析91-93
  • 6.7 小结93-94
  • 第七章 结论与展望94-96
  • 7.1 主要结论94-95
  • 7.2 展望95-96
  • 参考文献96-102
  • 致谢102-103
  • 攻读学位期间发表的学术论文103