浅谈柞水—小河高速公路变质软岩路堤填料工程力学特性研究

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1、长安大学硕士学位论文柞水—小河高速公路变质软岩路堤填料工程力学特性研究姓名：刘鹏申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：王晓谋20100606摘要山区公路建设中，产生了大量的变质软岩隧道弃渣、削坡弃方如果将其弃之不用，不仅会增加建设的成本，而且其大量堆放也会破坏生态环境；如果用作路堤填料则不仅会保护环境，而且降低成本。但变质软岩路堤填料的许多工程力学性质问题还模糊不清，这阻碍了变质软岩填料在工程建设中更广泛的应用。针对上述问题，本文研究以柞水．小河高速公路建设为依托，对工程中使用的三种变质软岩填料的工程力学特性进行了研究。

2、首先，通过矿物成分分析及定名试验研究了其矿物成分并对其定名；然后对其开展了大型常规压缩、循环加载压缩、不同浸水荷载的压缩试验和大型三轴剪切试验，研究了它们的变形、强度特性。同时，在上述试验的不同阶段，采用筛分法测定了试验过程中填料的级配变化情况，研究了填料在压缩和剪切过程中颗粒破碎规律，发现了颗粒破碎率风与围压呈线性变化规律并得到了表达方程。变质软岩路堤填料是一种复杂的散粒体，本文详细研究了广为应用的邓肯．张模型在变质软岩填料变形计算中的适用性问题。分析表明：变质软岩填料的(q—or，)与s。呈双曲线关系，但轴向应变g，与侧

3、向应变一g，之间不存在良好的双曲线关系。基于此，本文提出了一种改进邓肯．张模型并进行了计算验证，结果证明了本文所提模型的适用性。关键词：变质软岩、大型压缩试验、大型剪切试验、循环荷载、颗粒破碎、本构模型AbstractThetunnelexcavationandslopcuttingresultsinalargenumberofmetamorphicsoftrockwastedearthwork，inmountainhighwayconstruction．Ifthewastedearthworkisabandoned，not

4、onlythecoastofconstructionwillincrease，butalsotheecologicalenvironmentwillbedamaged．Thewastedearthworkusedassubgardfillerwillnotonlyprotecttheenvironment，butalsoreducecosts．Manyphysicalandmechanicalproblemshavenotstudyclearly．Theseproblemshinderedthefartherprojecta

5、pplication．Fortheaboveproblems，thispaperrelyingonZhashui-Xiaohehighwayconstructionstudiedtheengineeringmechanicalpropertiesofmetamorphicsoftrockassubgradefillerbymeansofconventionalcompression、cyclicloadingofcompression、wettingcompressionlargescaletestandtriaxialte

6、stonthreedifferentmetamorphicsoftrockassubgradefiller．Firstly,thispaperstudiedthemineralcompositionofthreedifferentmetamorphicsoftrockandnamedofthembyanalyzingtheirmineralcompositionandnamingtest；Secondly，thispaperstudiedtheirdeformmionandstrengthpropertiesbymeanso

7、fconventionalcompression、cyclicloadingofcompression、wettingcompressionlargescaletestandtriaxialtest．Indifferentstageoftheabovetests，thispapermeasuredthegradationchangeofthreedifferentmetamorphicsoftrockassubgradefillerandstudiedtheparticlebreakageinthecompressionan

8、dshearprocess，bythemeansofcapacity．Onthebasis，thispaperfoundtherelationshipbetweenconfiningpressureandtherateofparticlebreakageBgcoincidewithastr