膨脹土土層錨桿蠕變特性及長期強(qiáng)度室內(nèi)試驗(yàn)研究.pdf

1、我國膨脹土分布廣泛，修建高等級公路時(shí)，必將形成大量高陡膨脹土邊坡。為保持這類邊坡的長期穩(wěn)定性，通常采用錨固型支擋結(jié)構(gòu)加固。決定錨固型支擋結(jié)構(gòu)長期穩(wěn)定性的關(guān)鍵是其中錨固系統(tǒng)的長期強(qiáng)度和蠕變特性，而土層含水率和干密度嚴(yán)重影響錨固系統(tǒng)長期強(qiáng)度和蠕變特性。為了研究膨脹土土層中錨-土界面在長期荷載下的長期強(qiáng)度和剪切蠕變特性，本文基于室內(nèi)模型試驗(yàn)，開展不同含水率、干密度下的錨-土界面剪切蠕變試驗(yàn)和理論分析。本文進(jìn)行了如下研究工作:
　　(1)

2、對廣西百色膨脹土進(jìn)行常規(guī)物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)。利用課題組自行研發(fā)制作的錨-土界面摩阻性能測試試樣制作裝置、測試系統(tǒng)和剪切蠕變試驗(yàn)儀，制作不同含水率、干密度等變量的膨脹土土層錨桿測試試樣，分別進(jìn)行錨-土界面瞬時(shí)剪切試驗(yàn)和錨-土界面剪切蠕變試驗(yàn)，蠕變試驗(yàn)采用分級加載，得到蠕變試驗(yàn)全過程曲線，并根據(jù)“陳氏加載法”將分級加載蠕變曲線轉(zhuǎn)化為每級應(yīng)力水平分別加載下的蠕變曲線。
　　(2)分別采用等時(shí)曲線法和過渡蠕變法確定長期強(qiáng)度。根據(jù)分別加載蠕變

3、曲線繪制應(yīng)力-位移等時(shí)曲線，以黏彈性階段過渡到黏塑性階段的轉(zhuǎn)折點(diǎn)確定長期強(qiáng)度;采用數(shù)學(xué)擬合的方法得到蠕變后期穩(wěn)定蠕變速率，根據(jù)應(yīng)力-蠕變速率關(guān)系曲線拐點(diǎn)確定長期強(qiáng)度范圍。將兩種方法得到的長期強(qiáng)度對比分析，比較兩種方法的異同。繪出瞬時(shí)強(qiáng)度、長期強(qiáng)度隨含水率、干密度的關(guān)系曲線，并研究其變化規(guī)律以及長期強(qiáng)度與瞬時(shí)強(qiáng)度的比值。
　　(3)基于有限級應(yīng)力水平下的蠕變試驗(yàn)結(jié)果，建立一種更適合于錨-土界面剪切蠕變規(guī)律的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停⒂脕眍A(yù)測另外幾

4、級應(yīng)力水平下的蠕變曲線，以驗(yàn)證所建立模型的實(shí)用性。同時(shí)與經(jīng)典的蠕變模型Singh-Mitchell模型和Mesri模型的擬合及預(yù)測效果作對比，證明本文經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷暮侠硇浴?br>　　(4)采用Burgers模型對蠕變曲線試擬合，其擬合精度不高且無法模擬加速蠕變階段，因此對Burges模型進(jìn)行一定改進(jìn)，將其中的牛頓體替換為基于分?jǐn)?shù)階微積分理論的軟體元件，同時(shí)引進(jìn)Kachanov損傷演化規(guī)律，考慮元件參數(shù)的損傷特性，建立一個(gè)新的基于分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)