超固結(jié)土?xí)r間相依變形特征試驗(yàn)及本構(gòu)模型表征.pdf

1、隨著“十二五規(guī)劃”的實(shí)施，我國(guó)高速公路、高速鐵路建設(shè)正處于快速發(fā)展的擴(kuò)張時(shí)期，目前的營(yíng)運(yùn)里程均位于世界前列。隨著覆蓋面的增大，道路網(wǎng)不可避免的從東部迅速向西南部、中西部延伸，這些地區(qū)地形地質(zhì)條件更加復(fù)雜，高填深挖及半填半挖等高填方路基極其普遍，對(duì)路基土的長(zhǎng)期變形控制提出了苛刻的要求，因此有效計(jì)算和預(yù)測(cè)高速公路、高速鐵路路基的施工和工后沉降仍是道路建設(shè)科技領(lǐng)域的重要課題，其中建立能夠反映土體流變特性的率相關(guān)彈粘塑性本構(gòu)模型被認(rèn)為是解決這一

2、問題的有效途徑。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過兩種自制擊樣裝置以及標(biāo)準(zhǔn)重型擊實(shí)鉆芯取樣等三種方式制備壓實(shí)土樣，對(duì)路基壓實(shí)土開展了一維固結(jié)試驗(yàn)，研究擊實(shí)功、擊實(shí)沖量、含水率以及壓實(shí)度等多種因素對(duì)路堤回填土超固結(jié)應(yīng)力歷史的影響，為超固結(jié)土本構(gòu)模型參數(shù)----先期固結(jié)壓力Pc的確定提供試驗(yàn)基礎(chǔ)。⑵對(duì)飽和重塑土開展了不同超固結(jié)比 ORC（16、8、4、2、1）和不同應(yīng)變速率（0.5625％/min、0.0375%/min、0.0025%

3、/min）條件下的不排水三軸剪切壓縮試驗(yàn)，探究了超固結(jié)比、應(yīng)變速率和圍壓等對(duì)超固結(jié)重塑土的強(qiáng)度變形特性、孔隙水壓力以及應(yīng)力路徑的影響，歸納總結(jié)了應(yīng)力-應(yīng)變以及應(yīng)力路徑中歸一化不排水抗剪強(qiáng)度、歸一化孔隙水壓力、有效應(yīng)力比等參量在OCR和應(yīng)變率影響下的演化關(guān)系。⑶對(duì)不同壓實(shí)度（90%、93%、96%）非飽和壓實(shí)土開展了不同加載速率（0.1mm/min、0.01mm/min）以及不同圍壓（50kPa、100kPa、200kPa）條件下的固結(jié)排

4、水三軸剪切壓縮試驗(yàn)，并提出借助 GDS飽和土靜態(tài)三軸儀的圍壓控制器來間接測(cè)定非飽和壓實(shí)土體變的途徑，并探討了非飽和壓實(shí)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。⑷討論了5類過應(yīng)力函數(shù)形式，結(jié)果表明超固結(jié)粘土的過應(yīng)力函數(shù)應(yīng)采用指數(shù)或冪次形式，改進(jìn)了下負(fù)荷面的超固結(jié)比退化函數(shù)，通過引入兩個(gè)能通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定的率敏性參數(shù)c0和m'，建立了全新的彈粘塑性本構(gòu)模型；對(duì)飽和、非飽和超固結(jié)土的率敏性試驗(yàn)、超固結(jié)土的剪切蠕變?cè)囼?yàn)預(yù)測(cè)結(jié)果表明，提出的模型能夠較好的表征飽和、非飽和超