【摘 要】
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红黏土广泛分布于我国云贵高原、四川东部、两湖和两广等地区,是一种区域性特殊土。红黏土遇水易软化,易产生蠕变,工程中常采用增大土体密实度或加筋的方式来加固土体。此外,不同工程中土体的应力路径也各不相同。因此,研究土体密实度、加筋层数、应力路径对红黏土蠕变特性的影响具有重要的工程意义。为了揭示上述因素影响下红黏土的蠕变规律,进而为既有红土边坡的稳定性评估、新边坡的设计、红土路基的处理提供可靠的理论依据
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红黏土广泛分布于我国云贵高原、四川东部、两湖和两广等地区,是一种区域性特殊土。红黏土遇水易软化,易产生蠕变,工程中常采用增大土体密实度或加筋的方式来加固土体。此外,不同工程中土体的应力路径也各不相同。因此,研究土体密实度、加筋层数、应力路径对红黏土蠕变特性的影响具有重要的工程意义。为了揭示上述因素影响下红黏土的蠕变规律,进而为既有红土边坡的稳定性评估、新边坡的设计、红土路基的处理提供可靠的理论依据,本文通过一系列红黏土三轴蠕变试验,研究土体密实度、加筋层数、应力路径对红黏土蠕变特性的影响。论文的主要研究工作与成果如下:(1)通过一系列室内试验,获得了红黏土的天然重度、土粒比重、液塑限、颗粒级配、最优含水率、最大干密度、抗剪强度指标等基本物理力学性质指标。(2)利用自行改制的三轴蠕变仪进行红黏土排水三轴蠕变试验,获得不同干密度下红黏土三轴蠕变试验曲线。通过剖析Burgers蠕变模型参数的物理意义,并基于部分蠕变试验曲线进行模型参数辨识,建立了考虑干密度影响的红黏土Burgers蠕变模型。利用建立的考虑干密度影响的红黏土 Burgers蠕变模型对用作验证的蠕变试验曲线进行预测分析,结果表明所建模型具有较好的预测效果。(3)采用SR-6型三联式三轴蠕变仪开展了 32组加载(恒围压、加轴压)应力路径和卸载(恒轴压、卸围压)应力路径下加筋红黏土三轴蠕变试验。基于B03、B13、B23、B33(加筋层数n分别为0层、1层、2层、3层,应力路径均为卸载应力路径)四组试样的蠕变试验结果,利用引入蠕变损伤的改进Merchant蠕变模型对试验曲线进行拟合,建立了考虑加筋层数影响的红黏土卸载应力路径蠕变模型,并对B03、B13、B23、B33四组试样的蠕变试验曲线进行预测分析,结果表明模型具有较好的预测效果。(4)利用改进Merchant蠕变模型对A03、A13、A23、A33(加筋层数n分别为0层、1层、2层、3层,应力路径均为加载应力路径)四组试样的蠕变试验曲线进行拟合,建立了红黏土加载应力路径蠕变模型。结合此前已经建立的红黏土卸载应力路径蠕变模型,对比分析两种应力路径下蠕变模型参数的变化规律,分析得到:在相同偏应力条件下,红黏土在卸载、加载两种应力路径下产生的瞬时弹性应变、蠕应变、蠕变变形速率、蠕变损伤程度依次增大;在初始围压、轴压相同情况下,红黏土在卸载应力路径下比在加载应力路径下更易产生蠕变破坏。
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