论文部分内容阅读
黄土是一种第四纪沉积物。在我国西部地区有着广泛的分布。西北地区处于我国季节性冻土地区,冻融循环作用对土体产生破坏,影响工程的正常运行和使用。经历多次冻融循环后,黄土的物理力学性质及结构性会发生变化。针对黄土的冻融循环试验研究,研究手段有力学特性、微观分析、数值模拟和理论推导,已经有了大量的研究成果。本文以西安黄土为研究对象,通过掺入石灰进行改性,通过室内试验,研究了改性黄土在冻融循环作用下,物理力学特性及结构性的变化,具有一定的意义。首先,进行了黄土的击实试验及改性黄土的击实试验,改性黄土相对于黄土的最大干密度减少,最优含水量增加。随着掺入比的增加。最大干密度呈负相关,最优含水量呈正相关。其次,基于三轴固结排水试验,进行了重塑造黄土,改性黄土的三轴实验。考虑了压实度、含水量,冻融特环次数、龄期的影响,研究了冻融特环对黄土和改性黄土的应力应变特性、破坏强度、抗剪强度的影响。冻融特环作用会影响改性黄土的应力应变特性。随着冻融循环次数的增加,应力应变特性由弱硬化型向弱软化型、强软化型转变。冻融循环对力学特性的影响表现为随冻融循环次数的增加,土样的粘聚力减少,而内摩擦角增加,但最后都会趋于一个相对稳定的值。冻融导致的胶结破坏,使得粘聚力隐低,冻融导致的大孔隙增多,粒间接触增加,剪切面粗糙,使得内摩擦角逐渐增大。在前人的基础上,建立了冻融循环作用下。改性黄土的结构性参数。综合考虑了压实度、含水量、围压、冻融循环次数、龄期对黄土和改性黄土结构性参数的影响。冻融循环对改性黄土的结构性有影响,围压对结构性参数影响较大,在低围压下,结构性参数为软化型。在高围压下,为硬化型。结构性参数随压实度下降而降低,由于失去了变形空间。可变性变调,结构性由可稳性控制,两者的变化,共同影响结构性的无结果。随着龄期的增加。结构性参数增大,冻融和浸水的双重作用,对结构性影响越来越弱。借鉴前人的水势水耦合计算模型,并移物理场数值模拟软件Comsol Multiphysics。进行了冻土路基的二维数值模拟,研究在冻融循环作用下,路基大时间变化下。路基温度场和应力场的变化规律。冻配循环影响的深度有限,主要为表层土体,反复的冻胀融沉。会导致土体性质劣化。