紅土的濕化效應(yīng)及路堤變形試驗研究.pdf

1、紅土在江西大量分布，隨著鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施大規(guī)模建設(shè)，將出現(xiàn)大量的紅土高填方工程，如高填方公路路堤、鐵路路堤和機場等設(shè)施。為了保證這些工程安全運行，往往要求工后沉降和不均勻沉降較嚴格；但由于環(huán)境復(fù)雜，填方體可能浸水或者受到大氣降雨的入滲，土體會產(chǎn)生一定程度的濕化變形。如果濕化產(chǎn)生的變形過大，將使路面下陷，開裂，嚴重影響其正常的使用。因此，開展紅土的濕化效應(yīng)及紅土路堤濕化變形模型試驗研究，對填方工程的安全保障有著非常重要的現(xiàn)實意義。

2、
　　本文通過非飽和土紅土微觀本構(gòu)和突變模型建立了濕化變形本構(gòu)關(guān)系，通過全自動常規(guī)三軸儀進行壓實度為0.93紅土單線法部分濕化試驗，研究紅土的濕化效應(yīng)，并在GDS非飽和三軸儀上進行了通過控制基質(zhì)吸力的濕化變形試驗，比較了兩種方法的試驗結(jié)果。進行了室內(nèi)紅土路堤模型試驗，模擬路堤在水位升降和人工降雨兩個工況下的濕化變形規(guī)律。采用自編程序分析了路堤模型在浸水作用下的濕化變形并與模型試驗結(jié)果比較；分析了該類紅土填筑的路堤在不同堤高及不同的

3、浸水高度下由于濕化引起的變形大小。主要研究內(nèi)容如下：
　　（1）進行紅土的基本物理力學(xué)性質(zhì)試驗；并通過XRD衍射試驗、SEM電鏡掃描試驗分析紅土的礦物組成和內(nèi)部構(gòu)造，更好地輔助分析土體濕化效應(yīng)。
　?。?）通過全自動常規(guī)三軸儀進行壓實度為0.93紅土單線法部分濕化試驗。結(jié)果表明，附加體應(yīng)變隨附加軸應(yīng)變增大而增大，到濕化后期增長變慢；得到了圍壓、應(yīng)力水平和濕化變形三者的經(jīng)驗公式；濕化軸應(yīng)變隨著主應(yīng)力差的增大而增大，濕線的抗剪強

4、度明顯降低；整理分析了部分濕化試驗結(jié)果，濕化變形的增量隨飽和度增大呈現(xiàn)衰減規(guī)律，通過偏應(yīng)力—部分、全濕化曲線得到不同飽和度下鄧肯—張參數(shù)，發(fā)現(xiàn)大部分試驗參數(shù)隨飽和度增大呈衰減變化。并通過GEO-Experts壓力板儀進行土—水特征試驗，為之后的濕化試驗和數(shù)值模擬提供必要的參數(shù)依據(jù)。
　?。?）通過GDS非飽和三軸儀，通過控制基質(zhì)吸力進行了濕化變形試驗，分析了濕化的時間效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)隨著濕化時間的增加，濕化變形先逐漸增加后趨于穩(wěn)定，并且

5、濕化開始前的濕化變形量較大，濕化后期變形量較小。與常規(guī)三軸儀單線法濕化試驗結(jié)果比較，相同應(yīng)力狀態(tài)下常規(guī)三軸儀得到的濕化軸應(yīng)變及濕化偏應(yīng)變要大。
　?。?）進行室內(nèi)路堤模型試驗，模擬了水位上升和降雨工況下路堤浸水濕化的過程，分析濕化過程中路堤內(nèi)部水分、孔隙水壓力、位移及堤表面位移變化規(guī)律。
　?。?）采用自編程序分析了路堤模型在浸水作用下的濕化變形并與模型試驗結(jié)果比較。分析了該類紅土填筑的路堤在不同堤高及不同浸水高度下由于濕化