基于正交設(shè)計(jì)土石混填體大型三軸試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著南方山區(qū)的基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展，在路基工程建設(shè)中，越來(lái)越多的使用山體開(kāi)挖而成的土石混填體作為路基填料。但是，由于填料的顆粒粒度變化很大且難以控制，加之含水率極不均勻，使得在實(shí)際工程中，土石混填體路基的質(zhì)量得不到保證，致使修筑的路基產(chǎn)生大量的沉陷或坍塌，從而導(dǎo)致路基結(jié)構(gòu)過(guò)早破壞，影響使用效率的發(fā)揮。加之南方山區(qū)雨水較多，土石混填路基長(zhǎng)期處于濕潤(rùn)狀態(tài)，也對(duì)土石混填路基的性能產(chǎn)生很大的影響。本文針對(duì)存在的問(wèn)題，為了深入了解土石混填體力學(xué)特性

2、、變形特征及路用性能，對(duì)土石混填體進(jìn)行了一系列的研究，主要工作有：
　?。?）在已有研究的基礎(chǔ)上，并全面考慮含水量、含石量、巖性、土性等因素的影響作用，采用YS30-3型應(yīng)力路徑三軸剪切試驗(yàn)機(jī)，并基于正交試驗(yàn)方法進(jìn)行了一系列土石混填體大型三軸壓縮研究。試驗(yàn)結(jié)果表明：在三軸受力條件下，土石混填體在低圍壓下的應(yīng)變軟化特征不明顯，試樣的粘聚力c普遍較低而內(nèi)摩擦角j則比較高，且內(nèi)摩擦角φ更容易受其它因素的影響而發(fā)生顯著的變化；含石量對(duì)土石

3、混填體的抗剪強(qiáng)度影響程度最大，隨試樣中的含石量從25％增加到70%，其內(nèi)摩擦角φ從34.54°近似線性增長(zhǎng)至46.39°；含石量和圍壓分別是影響土石混填體體變特性最主要的內(nèi)因和外因，即在含水率、巖性、土性相同的情況下，含石量越低試樣高壓剪縮性越明顯，含石量越高其低壓剪脹性越明顯。
　?。?）采用FLAC3D軟件，根據(jù)大型三軸試驗(yàn)的到試驗(yàn)參數(shù)，建立了一個(gè)土石混填體高填路基的概化模型，對(duì)土石混填路基進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，分析研究了各因素

4、對(duì)土石混填路基穩(wěn)定性的影響，并對(duì)土石混填路基的施工提出了一些指導(dǎo)意見(jiàn)。
　?。?）針對(duì)正常和灑水浸泡兩種情況，在特制的地槽中，制作了兩個(gè)土石混填路基模型，并對(duì)路基模型進(jìn)行分級(jí)加載，研究土石混填路基的受荷沉降變形特性。試驗(yàn)結(jié)果表明：對(duì)于正常情況，土石混填路基的結(jié)構(gòu)性較好，在到達(dá)極限荷載前,其p-s近似呈線性關(guān)系，到達(dá)極限荷載時(shí)路基邊坡突然出現(xiàn)大變形沉降，并發(fā)生破壞；而對(duì)于灑水浸泡情況，沉降變形發(fā)展緩慢，沒(méi)有明顯的拐點(diǎn)，其極限荷載相對(duì)