基于分形理論的土體物理力學(xué)性能試驗(yàn)研究.pdf

1、目前我國(guó)的高速公路建設(shè)已經(jīng)處于快速發(fā)展的階段。但是我國(guó)的高速公路在量的飛速提高的同時(shí),相應(yīng)的質(zhì)卻是不盡如意。雖然很多的學(xué)者分別從路面的材料和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及路基的填料土體以及路基結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了大量的研究,并且也取得了很多的研究成果,但是我國(guó)的公路的實(shí)際使用壽命還是大大短于設(shè)計(jì)使用的壽命。作為路基的原材料土體是整個(gè)公路的基礎(chǔ),但是土體作為長(zhǎng)期的地質(zhì)變化的產(chǎn)物具有很大的分散性和不規(guī)則性。對(duì)于土體的這種性質(zhì)應(yīng)用傳統(tǒng)的歐氏幾何學(xué)是很難研究清楚的

2、。分形理論作為一種新興的學(xué)科正好可以用來(lái)描述土體的這種性質(zhì)。本文試驗(yàn)中的所有土樣均是取自廣西省南寧市的周邊地區(qū)。分別對(duì)所取的土樣進(jìn)行了物理性能指標(biāo)(土體的液塑限試驗(yàn)、土體的顆粒分析試驗(yàn))的試驗(yàn)測(cè)定和土樣的力學(xué)性能指標(biāo)(土體的擊實(shí)試驗(yàn)、土體的CBR強(qiáng)度試驗(yàn))的測(cè)定。
　　 本文首先根據(jù)土體的顆粒分析試驗(yàn)的結(jié)果對(duì)于各個(gè)土樣的質(zhì)量分維數(shù)進(jìn)行了求取,然后分析了土體中各種粒徑的含量對(duì)于分維數(shù)的影響,得到了土體中的小于0.075mm的顆粒含

3、量與土體的分維數(shù)之間具有良好的正線性相關(guān)性,而與土體中的粗顆粒和細(xì)顆粒的比例具有良好的負(fù)線性相關(guān)性;其次依據(jù)分維數(shù)分別推導(dǎo)出了《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》中的評(píng)價(jià)土體的顆粒級(jí)配的指標(biāo)不均勻系數(shù)和變異系數(shù)的關(guān)系式,將土體顆粒的評(píng)價(jià)指標(biāo)由雙指標(biāo)統(tǒng)一到了單指標(biāo)分維數(shù)上面來(lái),簡(jiǎn)化了評(píng)價(jià)的復(fù)雜性并且提高了評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。本文引入的擊實(shí)試驗(yàn)的全壓實(shí)曲線理論與標(biāo)準(zhǔn)的擊實(shí)試驗(yàn)曲線相比它的含水量的范圍更廣泛。通過(guò)引入全壓實(shí)曲線中的四個(gè)參數(shù)Smax(最大的飽和度參數(shù)