【摘 要】
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本文以山西长治某矿区红黏土为研究对象,以不同含水率为研究条件,采用试验与理论研究相结合的方法,首先进行胀缩试验和冻融循环试验,其次分别进行常规条件和冻融循环稳定后的反复直剪试验、三轴试验、固结压缩试验,最后进行理论分析得出土体相关力学参数的研究,研究结果表明:红黏土的胀缩变形与含水率和上覆荷载有很强的数学关系,并且随着含水率的提高,红黏土的膨胀变形减弱,收缩变形增强,上覆荷载有效抑制土体的膨胀变形
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本文以山西长治某矿区红黏土为研究对象,以不同含水率为研究条件,采用试验与理论研究相结合的方法,首先进行胀缩试验和冻融循环试验,其次分别进行常规条件和冻融循环稳定后的反复直剪试验、三轴试验、固结压缩试验,最后进行理论分析得出土体相关力学参数的研究,研究结果表明:红黏土的胀缩变形与含水率和上覆荷载有很强的数学关系,并且随着含水率的提高,红黏土的膨胀变形减弱,收缩变形增强,上覆荷载有效抑制土体的膨胀变形,使膨胀变形变小,稳定时间缩短。含水率一定时,无荷膨胀稳定的时间基本达到20h以后,有荷膨胀稳定时间随含水率增大而减小,收缩变形增加呈线性增长;随含水率的提高,冻胀率逐渐增大,低含水率时冻融在6～8次达到稳定,高含水率时稳定次数在10次左右。反复直剪试验中,随着含水率的增大,红黏土的抗剪强度逐渐减小,常规条件下真黏聚力和黏聚力先减后增,内摩擦角逐渐减小且与拟合值近似接近;冻融稳定后,真黏聚力先增后减,黏聚力呈现减-增-减的趋势,新的内摩擦角与拟合值差异较大;利用黏聚力差异指数比得出常规条件下指数比在0.75～9.96之间,在含水率为19%时达到最小,冻融后指数比在1.30～7.13之间,在含水率为18%时达到最小。三轴试验中,应力-应变曲线为硬化型,随着含水率的增大,重塑红黏土的黏聚力和内摩擦角均在较小,并且常规条件的抗剪强度指标均大于冻融循环稳定后;含水率的提高以及冻融循环作用很大程度改变了红黏土的黏聚力,使其黏聚力产生明显的差异性,冻融稳定后的内摩擦角比常规条件下显著增大。固结试验中,施加的荷载以及含水率的变化,对重塑红黏土的固结稳定时间影响较大,随着荷载和含水率的增大作用效果越明显;压缩系数随含水率的增大呈现减小的趋势。随着含水率的增加,弹性模量、压缩模量、剪切模量均在减小,泊松比在逐渐增大,常规力学参数均大于10次冻融循环稳定;常规条件下,弹性模量最多降低了69.61%,冻融循环稳定后,弹性模量呈线性减小关系;泊松比在两种循环次数时分别为0.21～0.29、0.24～0.31;常规条件剪切模量是冻融循环稳定的1.86～1.16倍,含水率的提高使土体更加容易发生剪切变形。图:[37]表:[28]参考文献:[87]
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