关键词：
干湿循环
粉质黏土
强度劣化
压缩变形
湿陷变形
显著性分析
摘要：
粉质黏土广泛分布于我国疆域南北,宁夏地区广泛分布的粉质黏土因其典型的气候特征处以干湿交替状态,全年降雨量的70%-80%集中于夏季,同时7-9月蒸发强烈,加之银川地区湖泊众多,水位涨落也导致附近土体处以干湿循环作用范围内,对土体之上的路基工程、渠道工程、地基基础等产生失稳、倾斜等工程破坏,给该地区工程建设造成一定影响。因此开展该地区粉质黏土力学性能研究,探究其在干湿循环作用下劣化机理,为该地区工程实践提供有效参数具有重要的应用价值。本文以银川地区典型的粉质黏土为研究对象,结合室内试验获得相关参数配制重塑土样,开展了考虑干湿循环次数、压实度、饱和度、围压的多因素不排水三轴试验,压缩试验与湿陷试验,对其强度特性、压缩性和湿陷性进行研究,并借助DPS对以上试验指标进行了考虑多因素交互作用的显著性分析,主要研究成果如下:(1)干湿循环前后改变土体应力应变曲线形式,土体由应变硬化型过渡为应变软化型,且3次干湿循环后,软化程度逐渐增大;干湿循环前期和末期峰值应力在高饱和度下衰减较大,而干湿循环中期则在低饱和度下衰减较大;干湿循环后,黏聚力与内摩擦角发生不同程度的劣化,黏聚力劣化程度大于内摩擦角,干湿循环前期黏聚力在高饱和度下劣化较大,干湿中期、末期在低饱和度下劣化较大,且黏聚力随干湿循次数的劣化规律在低饱和度下符合线性回归,高饱和度下符合二次曲线回归,相关性较好。(2)在单变量条件下,孔隙比变化整体随着干湿循环次数的增加而不断减小,随着饱和度的增加而不断减小,随着压实度的增加而不断减小。通过对各试样压缩系数的分析,认为在随干湿循环次数变化的过程中,土样在干湿中、后期土样压缩性变化程度较高;在整个干湿循环过程中,高饱和土土体压缩系数均高于低饱和土体,且在干湿循环中后期,低饱和土体压缩系数趋稳;在未干湿条件下,提高压实度有利于抵抗土体压缩变形,土体在经历干湿循环后,提高压实度对抵抗土体压缩变形能力越来越弱。(3)各压实度下土体在干湿循环过程中,随着饱和度的递增,湿陷变形率逐渐提升。对于饱和度40%、55%、70%土样,在干湿前期提高压实度可一定程度上降低湿陷变形,而在干湿循环中期和后期随着压实度的提高湿陷变形率减幅均下降,提高压实度对减缓湿陷变形作用较小。(4)对试验指标进行了考虑交互作用的显著性分析,峰值应力与主效应因素显著性顺序依次为围压、干湿次数、饱和度、压实度;黏聚力与主效应因素显著性顺序依次为干湿次数、饱和度、压实度;内摩擦角仅与干湿次数有显著性关系;孔隙比与主效应因素显著性顺序依次为:压实度、饱和度、干湿次数、压力等级;压缩系数与主效应因素显著性顺序为压实度、饱和度、干湿次数。湿陷变形率与主效应因素显著性顺序为干湿次数、压实度、饱和度。
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