青藏高温高含冰量砂质粉土蠕变试验研究

《青藏高温高含冰量砂质粉土蠕变试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、国内图书分类号：U416.1+68学校代码：10213国际图书分类号：625密级：公开工学硕士学位论文青藏高温高含冰量砂质粉土蠕变试验研究硕士研究生：彩雷洲导师：王彩霞副教授申请学位：工学硕士学科：道路与铁道工程所在单位：交通科学与工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:U416.1+68U.D.C:625DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringEXPERIMENTALINVESTIGATIONONCREEP

2、CHARACTERISTICSOFWARMANDICE-RICHFROZENSANDYSILTOFQINGHAI-TIBETCandidate：CaiLeizhouSupervisor：Assoc.Prof.WangCaixiaAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：CommunicationandTransportationEngineeringAffiliation：SchoolofTransportationscienceandE

3、ngineeringDateofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要青藏高原地区年平均气温低于0℃，发育着超过我国70%的多年冻土，冻土的面积高达150万平方公里。工程勘察资料表明，在青藏高原多年冻土区分布着很大比例的高温高含冰量冻土。高温高含冰量冻土具有极不稳定复杂多变的力学性质，在外部荷载长期作用下，很容易产生较明显的蠕变变形，极大地威胁公路工程等构筑物的稳

4、定性。公路路基浅层冻土受静态应力较小，在蠕变试验中只需要加载小应力、小围压的作用力；然而高温高含冰量冻土的三轴蠕变试验因其试验周期长、控温不精确、冻土试样制作不成熟等原因，有关研究资料非常缺乏。鉴于此，本文以青海省花石峡至大武公路为工程背景，研发了冻土三轴蠕变试验机，研究了高温高含冰量冻土试样制备的方法，并对典型工况下的高温高含冰量冻土进行了三轴蠕变的试验研究，尝试建立了适合青藏高温高含冰量冻结砂质粉土的蠕变经验模型。主要研究内容和取得的成果如下：首先，针对目前大型冻土三轴蠕变试验机价格昂贵等问题，通过市

5、场调研和性价比分析，基于低成本、高精度的研究主旨，自行研发冻土三轴蠕变试验机，实现了位移和轴向压力的自动采集；同时通过仪器设计方案的比选，采用气压伺服系统实现了可调控的轴压和围压加载功能；采用冷浴液循环流动的方式实现了对冻土试件进行可调控的恒温冻结条件。其次，针对目前高含冰量冻土试样制备方法不成熟、尚未统一等问题，在对国内常用冻土试件制备方法分析研究的基础上，通过大量试验，研究确定了高含冰量冻土试样制备方法和详细制备过程。再次，采用自行研发的冻土三轴蠕变试验机对青海花石峡至大武公路典型路段高温高含冰量冻结

6、砂质粉土进行了三轴蠕变试验，基于公路路基浅层天然冻土形成的规律，在室内采取恒温-固结-蠕变的试验方法模拟工程实际，着重研究了含冰量、固结应力、固结温度、加载应力、加载温度、加载应力比等因素对高温高含冰量冻土三轴蠕变特性的影响。最后，采用几种典型的蠕变经验模型对试验数据进行拟合，通过对比试验数据，选取适合青藏高温高含冰量砂质粉土三轴蠕变特性的经验模型。关键词：青藏高原；砂质粉土；高温高含冰量冻土；冻土三轴蠕变试验机；三轴蠕变-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTheannualaverage

7、temperatureislowerthan0℃oftheQinghai-TibetPlateau,withmorethan70%ofthepermafrostinChina,theareaofpermafrostisupto1500000squarekilometers.Engineeringsurveydatashowthat,thereisasignificantproportionofwarmandice-richfrozensoilinpermafrostregionsoftheQinghai-

8、TibetPlateau.Butwarmandice-richfrozensoilhasunstablecomplexmechanicalproperties,underlong-termeffectsoftheexternalload,itiseasytoproducecreepdeformationobviously.Itisgreatthreattothestabilityofhighwayengineeringstru