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华中农业大学学位论文独创性声明及使用授权书 学位论文 是否保密 岔 如需保密，解密时间 年
月 日 独赫明 ll黜炒 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构 的学位或证书而使用过的材料，指导教师对此进行了审定。与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明，并表示了谢意。 研究生签名：易t1砬 时间： 汐ff年6月番目 学位论文使用授权书 本人完全了解华中农业大学关于保存、使用学位论文的规定，即学生必须按 照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存提交论文的印刷版 和电子版，并提供目录检索和阅览服务，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段 保存、汇编学位论文。本人同意华中农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容，并授权中国科学技术信息研究所和北京万方数 据股份有限公司将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信 患服务 包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等 ，同时本人保留在 其他媒体发表论文的权力。 注：保密学位论文 即涉及技术秘密、商业秘密或申请专利等潜在需要提交保 密的论文 在解密后适用于本授权书。 学位论文作槲：圳廷 锄始力鲷杖 签名日期：阳旷年占月g日 签名日期： 加f辟‘月乎日
万方数据 附录 本研究得到以下项目资助 1．
国家自然科学基金“砾石及土层厚度对薄层紫色土坡面侵蚀过程的影响机制” 编号：座机电话号码 2．湖北省自然科
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掺砾黏土力学性能试验研究
【摘要】：掺砾黏土在自然界中分布广泛,在工程中也有较多使用。如用作心墙土石坝的心墙防渗料、道路的路基填料等。但其力学性能随掺砾量等因素的变化规律尚不是十分清楚,本文对掺砾黏土进行了击实试验、静三轴试验、压缩试验,对掺砾量等因素对压实性能、抗剪强度、压缩性能等方面的影响进行研究。主要的研究内容有：1)通过对不同掺砾量的掺砾黏土进行室内击实试验,分析了影响击实试验结果各种因素,得到了掺砾量、最大干密度以及最优含水量之间的关系,随着掺砾量的增加,最优含水率逐渐减小,干密度逐渐增加。由于掺砾黏土中黏土的压实程度小于纯黏土的压实程度,使得理论值与实际值有差距。2)分析了掺砾量对黏土无侧限抗压强度的影响。随着掺砾量的增加,无侧限抗压强度大致呈下降趋势,当含砾量越大时,无侧限抗压强度下降的越明显,表明掺砾黏土的无侧限抗压强度主要取决于黏土的状态。3)对掺砾黏土进行了静三轴试验,研究了不同掺砾量、颗粒形状及粒径对掺砾黏土剪切特性的影响,具体分析了主应力差随轴向应变的变化规律。破坏时的强度与含砾量及围压之间有明显的关系,当围压较低时,随着掺砾量的增加,强度逐渐降低到最低值。当超过最低值时,强度随着掺砾量的增大而增大。围压较大时,砾粒间的孔隙在固结后已经相对密实,强度随着掺砾量的增加而增加。4)对掺砾黏土进行了室内压缩试验,分析了压缩指数与掺砾量之间的关系。结果表明：掺砾量在20%-30%之间存在临界值,当含砾量小于临界值时,压缩指数随着含砾量的增加而增加；当掺砾量超过临界值之后,砾粒的骨架作用逐渐体现,压缩指数在试验掺量范围内(掺砾量在48%之内)随着掺砾量的增加而逐渐降低。
【关键词】：
【学位授予单位】：扬州大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2015【分类号】：TU442【目录】：
摘要4-5ABSTRACT5-81 绪论8-18 1.1 研究背景及意义8 1.2 国内外的研究现状8-17
1.2.1 掺砾黏土的压实试验研究8-13
1.2.2 掺砾黏土的抗剪强度试验研究13-16
1.2.3 掺砾黏土的压缩性能试验研究16-17 1.3 本文的主要工作17-182 掺砾黏土的压实试验研究18-31 2.1 引言18 2.2 击实试验的目的18 2.3 击实试验方法和仪器18-19 2.4 击实试验材料19-20 2.5 击实试验步骤及方案20-22
2.5.1 操作步骤20-22
2.5.2 试验方案22 2.6 击实试验结果及分析22-26 2.7 无侧限抗压强度试验26-30 2.8 本章小结30-313 掺砾黏土的抗剪强度试验研究31-46 3.1 引言31 3.2 仪器设备31-32
3.2.1 三轴仪31-32
3.2.2 附属设备32 3.3 试验方案32-33 3.4 试验方法和试验步骤33-36
3.4.1 试验前的检查和准备33-34
3.4.2 实验方法和步骤34-35
3.4.3 试样安装35-36 3.5 三轴剪切试验分析36-45
3.5.1 应力-应变关系分析36-45 3.6 本章小结45-464 掺砾黏土的压缩性能试验研究46-56 4.1 引言46 4.2 压缩试验目的46 4.3 压缩试验仪器46-47 4.4 压缩试验材料与试验方案47 4.5 试验步骤47-48 4.6 成果整理及分析48-55
4.6.1 压缩曲线绘制48-52
4.6.2 试验记录52-53
4.6.3 结果分析53-55 4.7 本章小结55-565 结论与展望56-58 5.1 本文主要研究结论56-57 5.2 研究展望57-58参考文献58-62致谢62-63攻读学位期间发表的学术论文63-64
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土石坝应力路径分析与掺砾心墙料真三轴试验及模型验证
粗粒料是土石坝的主要填筑材料。与以前研究较多的细粒料相比，它的物理力学性质有很大的不同。目前为止，粗粒料的力学性质的研究大多局限于大型常规三轴试验，数值计算所采用的本构关系也是基于常规三轴的试验资料建立。对复杂应力路径和应力条件下的应力变形性质研究较少，有必要进行深入研究。为此，本文进行了以下几方面工作：
首先，本文在收集、查阅及整理中外文献的基础上，阐述了土石坝粗粒料的研究现状，对粗粒料的本构模型和应力路径试验进行了综述。
其次，分别利用线弹性模型、邓肯一张模型和椭圆—抛物双屈服面模型对双江口心墙堆石坝进行了三维静力有限元计算，研究土石坝内不同位置的点在施工填筑期和蓄水期的应力路径，得出了等应力比的应力路径规律；分析了三种模型计算得到的土石坝应力路径的差异；同时，研究了施工填筑期和蓄水期内主应力以及主应力方位角变化规律。
再次，利用河海大学新型真三轴仪，对双江口掺砾心墙料进行不同初始状态复杂应力路径下的非饱和土真三轴试验。试验分为σ和σ方向两个加载系列，按照不同初始b值，达到初始状态固结后单向加载。试验结果表明代表土石坝填筑期的σ方向加载和代表蓄水期的σ方向加载的应力应变关系具有较大差异。它的弹性模量和泊松比随初始b值呈规律性变化。同时也显现出了土料较明显的各向异性。
最后，利用不同模型对双江口掺砾心墙料的常规三轴等应力比应力路径试验进行了模拟，验证了邓肯E-v模型、邓肯E-B模型、Naylor K-G模型、修正剑桥模型、椭圆—抛物双屈服面模型和南水模型等六个本构模型对粗粒料等应力比应力路径的适用性。由验证结果可知：弹塑性模型模拟结果要好于非线性弹性模型，双屈服面模型要好于单屈服面模型。南水模型和椭圆—抛物双屈服面模型的适用性较好。
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