高填方土石混合填料強度變形特性的研究及應用.pdf

1、土石混合體是重要的填筑材料，其工程性質(zhì)良好，尤其是在西部地區(qū)的鐵路、公路、民航的高填方工程的建設中有著廣泛的應用前景。
　　本文對甘肅南部某高填方工程中采用的以粉質(zhì)粘土和砂質(zhì)泥巖按一定比例混合后得到的混合填料的強度、變形特性進行了深入的研究，總共設計了三種混合比和兩種壓實度，運用非飽和三軸儀對混合填料的強度變形特性進行試驗，進行了54組三軸固結排水剪切試驗。在此基礎上，運用有限元軟件，選取甘肅南部某高填方工程的一個填方邊坡，通過計

2、算比較不同混合比和初始基質(zhì)吸力對邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)的影響。取得的研究成果如下：
　　（1）混合填料的偏應力峰值隨著粉質(zhì)粘土的含量增多而增高，且在高吸力水平以及高凈圍壓的情況下，這種趨勢愈加明顯；混合填料的內(nèi)摩擦角隨吸力的變化很小，但隨著粉質(zhì)粘土的含量增多而表現(xiàn)增大的趨勢，變化區(qū)間在25°—30°之間。參數(shù)?b的值混合填料中粉質(zhì)粘土的含量增加而增大。對于混合比相同的同種土樣，在相同的吸力和凈圍壓作用下，壓實度為0.93的土樣其峰值應力

3、，抗剪強度參數(shù)c',ψ',φb，都明顯高于壓實度為0.88的土樣的相應的參數(shù)。壓實度為0.93時，三組控制吸力下，粘聚力在均在粉質(zhì)粘土含量為30%時達到最低值；而在壓實度為0.88時，當s=50kPa，粘聚力隨粉質(zhì)粘土含量的增加而減小；當s=100kPa粘聚力值在粉質(zhì)粘土含量達30%最大； s=200kPa時，呈現(xiàn)隨粉質(zhì)粘土含量增加而增大的趨勢；同時黏聚力隨吸力的增大而增大，近似呈線性關系?；谝陨铣晒岢隽丝紤]基質(zhì)吸力影響土石混合填料

4、的Fredlund抗剪強度公式，該公式可以用于預測在一定范圍內(nèi)不同吸力的土體抗剪強度。
　?。?）混合填料的應力應變關系曲線能很好地符合Duncan-Chang模型的雙曲線假定并且混合填料的峰值偏應力隨凈圍壓的增大而增大。且當壓實度為0.93時，切線變形模量參數(shù)n的隨著粉質(zhì)粘土含量的增大而增大，低吸力（s=50kPa）的情況下增大幅最大；當壓實度為0.88時，參數(shù)n在高吸力（s=100kPa，200kPa）的情況下，n隨混合比增大

5、而增大；在s=50kPa時，粉質(zhì)粘土質(zhì)量含量達到30%時，n達到最大值。兩種情況下切線變形模量參數(shù)k都表現(xiàn)出隨混合比的增大而減小的趨勢。體積變形模量B隨粉質(zhì)粘土含量增大呈增大的趨勢，尤其是在基質(zhì)吸力較高（s=100kPa,s=200kPa）的情況下，這種趨勢表現(xiàn)的更加明顯。低吸力的情況，B的變化很小。對切線變形模量和體積變形模量的參數(shù)隨基質(zhì)吸力的變化關系進行了擬合，得到了相應的關系曲線，可以用于預測一定范圍內(nèi)的模型參數(shù)。
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