南宁非饱和膨胀土流变特性试验研究

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1、分类号密级南宁非饱和膨胀土流变特性试验研究研究生姓名：许豪指导教师姓名、职称：肖宏彬教授学科专业：岩土工程研究方向：地基处理技术湖南工业大学二零一零年六月十六日万方数据分类号密级南宁非饱和膨胀土流变特性试验研究ExperimentalStudyonRheologicalCharacteristicsforNanningUnsaturatedExpansiveSoil研究生姓名：许豪指导教师姓名、职称：肖宏彬教授学科专业：岩土工程研究方向：地基处理技术湖南工业大学二零一零年六月十六日万方数据湖南工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行

2、研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期：年月日湖南工业大学论文版权使用授权书本人了解湖南工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其他手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名：导师签名：日期：年月日万方数据万方数据摘要基于国内外关于土流变的研究现状，在综合分

3、析的基础上，结合国家自然科学基金资助项目和湖南省自然科学基金资助项目，本文开展了对南宁膨胀土流变特性的研究。通过室内试验、理论分析和数值分析相结合的方法进行了研究，主要取得了如下几方面的结论和创新性研究成果：1)以南宁非饱和膨胀土为研究对象，采用分别加载、分级加载、和预压-卸载-再加载的试验研究方法，得到了如下压缩蠕变特性的研究成果：○1在分别加载试验中，土体蠕变曲线在没有考虑膨胀变形的影响时呈衰减蠕变；在分级加载试验中，土体蠕变曲线只有在低含水率和高应力作用下才呈非衰减蠕变。○2在分别加载试验中，土体瞬时应变与荷载之间呈二次曲线关系；在同一荷载作用下，土体在分别加载条件下的瞬时

4、变形量比分级加载的大，但分级加载的累积变形量却要比分别加载的大。○3在预压-卸载-再加载的试验中，土体蠕变曲线在低含水率和高应力作用下呈非衰减蠕变，且预压压力越大非衰减加速蠕变现象越明显。○4土样的终应变随着预压压力的增大而减小，随着含水率的增大而增大。2)研究了南宁非饱和膨胀土在不同垂直压力作用下的剪切蠕变特性和长期强度特性，得到如下研究结果：○1当剪切荷载小于42.5kPa时，土样蠕变曲线呈衰减蠕变；当剪切荷载大于42.5kPa时，土样蠕变曲线呈非衰减加速蠕变。○2竖向荷载为50kPa和100kPa时，土样在剪切荷载加到161.5kPa后分别在第60min和第360min时出

5、现突然被剪坏的现象。○3竖向荷载为200kPa和300kPa时，土样在剪切荷载加到170kPa之后出现了明显的加速蠕变阶段。○4在含水率为16%的条件下土样的长期强度约为短期强度的72.9%。3)研究了不同含水率条件下的南宁非饱和膨胀土的应力松弛特性，得出如下结论：I万方数据○1南宁非饱和膨胀土的应力松弛曲线属于非完全衰减型，应力随时间的增加逐渐减小并趋于一个稳定值，松弛曲线可以分为明显的3个阶段：加速松弛阶段、匀速松弛阶段和稳定松弛阶段。○2当含水率为16%时,应力-应变曲线呈线性关系；当含水率为20.5%和22.4%时，应力-应变曲线呈非线性关系。○3得出的K-H体本构方程的

6、拟合曲线与实测曲线有较好的拟合度，能够较好的反映南宁非饱和膨胀土的应力松弛特性。4)通过对南宁膨胀土和株洲红粘土在相同试验条件下进行的一系列对比试验，得出如下结论：○1膨胀土的蠕变曲线在低含水率和高应力作用的条件下呈非衰减蠕变，红粘土的蠕变曲线都为衰减蠕变，所以南宁膨胀土的加速蠕变现象比株洲红粘土明显。○2在相同含水率条件下，膨胀土的终应变均比红粘土的终应变大；在低含水率和低竖向荷载作用的条件下，膨胀土的回弹量要比红粘土的大。关键词：膨胀土，流变，非线性，K-H模型II万方数据ABSTRACTBasingonpresentstudiesonrheologicalcharacter

7、isticsofsoilathomeandabroad,andtogetherwithcomprehensiveanalysis,thisdissertationcarriesoutrelevantstudiesonrheologybehaviorsofexpansivesoils,whichissupportedbytheNationalNaturalScienceProjectFundandHunanProvinceNaturalScienceFund.Bymeansofte