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红黏土广泛分布于我国中西部的云南、贵州、四川及两广等地区,其具有许多特殊的工程特性,在物理力学性质、微观结构特征、变形特性、剪切特性等方面有别于其他类型土。广西桂林市属典型的岩溶发育区,碳酸岩溶强烈发育,存在大量溶余堆积的红黏土以及经搬运沉积的而成的次生红黏土。该地区红黏土具有其普遍性,其普遍性以及土体的特殊工程性质在理论研究中和工程实践中都有一定的研究价值。本文通过化学元素全分析、电镜扫描试验、常规土工试验、三轴剪切试验研究桂林红黏土的结构特性、变形特性、剪切特性。基于本次试验所得数据,重点研究红黏土的变形特性、本构模型、剪切带特性以及损伤特性。 首先,通过前人对红黏土的试验研究成果总结以及本次进行的常规土工试验、化学元素分析和电镜扫描试验,研究了桂林地区红黏土的物理、力学以及膨胀性、结构特性。采用重型击实试验确定红黏土最大干密度,据此制作不同干密度的重塑土试样,分别进行三轴剪切试验。依据试验所得数据,对桂林红黏土应力-应变关系进行分析,研究其变形特性,并根据试验数据所得的应力-应变关系曲线,提出相应的适用数学模型。讨论各数学模型的适用性,推导不同应变曲线的归一化方程,进而利用归一化方程对实测值进行预测。将模型计算值与试验实测值对比分析,确定更能准确反映红黏土应力-应变与破坏关系的模型与参数值,为相关土工数值分析提供理论依据。 其次,根据红黏土三轴剪切过程中出现的剪切破坏情况,研究其宏、微观剪切破坏特性,并对红黏土剪切带的倾角进行测量,对比其倾角计算值与实测值,进一步分析红黏土剪切带形成的条件与因素。 最后,分析原状红黏土的结构性和变形损伤特性,确定损伤变量,推导损伤参数方程,研究其损伤演化规律。初步探讨原状红黏土的损伤规律,进而为深入研究红黏土损伤特性和工程实践打下基础。