Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 粉质砂土与混凝土结构接触面力学特性试验研究 | |
| 魏巍 | |
| 出版年 | 2021 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 学位授予单位 | 塔里木大学 |
| 中文摘要 | 在实际工程中,土与结构由于发生相互作用而导致结构破坏、土体变形等问题,严重威胁构筑物基础的安全与稳定。为了保证土与结构系统具备良好的变形协调工作机制,开展土与结构接触面力学特性试验研究具有指导意义。本文以南疆寒旱区渠基土-混凝土衬砌结构接触面为研究对象,开展了粉质砂土力学特性研究、粉质砂土-混凝土结构接触面力学特性研究以及冻结粉质砂土-混凝土结构接触面力学特性研究。探究不同含水率、不同干密度、不同法向应力及不同冻结温度条件下不同介质接触面力学特性,揭示各影响因素对接触面抗剪强度的作用机理。以期为寒旱区水盐补给条件下衬砌渠道多场耦合盐-冻胀破坏模型研究建立理论基础。论文主要开展了如下研究工作:(1)采用室内直剪试验对南疆粉质砂土在不同含水率、不同干密度、不同法向应力条件下的力学特性展开研究。研究结果表明:当粉质砂土的干密度较小时,剪切破坏呈塑性破坏,随着干密度的增大,剪切破坏由塑性破坏转变为脆性破坏;粉质砂土的抗剪强度随干密度、法向应力的增加而不断增强,随含水率的增加而不断减弱;粉质砂土的黏聚力随干密度、含水率的增加呈现先增长后降低的趋势,粉质砂土的内摩擦角随干密度的增加而增大,随含水率的增加而减小。(2)通过对粉质砂土与混凝土结构接触面在不同含水率、不同干密度、不同法向应力条件下的力学特性进行直剪试验,研究发现:粉质砂土与混凝土结构接触面剪切应力-剪切位移曲线形态呈应变硬化型,接触面剪切破坏为塑性破坏;接触面抗剪强度随干密度增大表现出下降的趋势,随含水率的增加呈现出先增大后减小的趋势,接触面抗剪强度在粉质砂土的最优含水率附近达到极大值,随法向应力的增大显著增强;随着法向应力的增加,粉质砂土与混凝土结构接触面形成一定厚度的剪切带,且剪切带厚度和面积随着法向应力的增加而增大;通过对干密度、含水率以及法向应力对接触面抗剪强度的显著性分析,得到三种试验因素对粉质砂土与混凝土接触面抗剪强度影响的主次顺序为:法向应力>含水率>干密度,含水率及法向应力对接触面抗剪强度影响显著,干密度影响不显著。(3)为了模拟低温环境下渠基土与混凝土衬砌结构接触面力学特性,通过对冻结粉质砂土与混凝土结构接触面在不同含水率、不同冻结温度、不同法向应力条件下的力学特性进行直剪试验,研究结果表明:冻结粉质砂土与混凝土结构接触面剪切应力-剪切位移曲线存在峰值点,曲线形态呈应变软化型,接触面剪切破坏为脆性破坏;接触面抗剪强度随含水率、法向应力的增加呈现出显著增强的趋势,随着冻结温度的降低而增强;随着含水率的增加,冻结粉质砂土与混凝土结构接触面黏聚力表现出增大的趋势,内摩擦角呈现出降低的趋势;随着冻结温度的降低,冻结粉质砂土与混凝土结构接触面黏聚力表现出增大的趋势,内摩擦角呈现出降低的趋势。(4)通过对不同介质接触面剪切应力-剪切位移曲线特征以及接触面抗剪强度对比分析发现,冻结粉质砂土与混凝土接触面剪切应力-剪切位移曲线软化现象较粉质砂土剪切应力-剪切位移曲线更为明显;由于不同介质接触面黏聚力和内摩擦角的差异,使得抗剪强度随不同介质接触面表现出较大的差异,总体表现为:冻结粉质砂土与混凝土接触面抗剪强度>粉质砂土抗剪强度>粉质砂土与混凝土接触面抗剪强度。 |
| 中文关键词 | 粉质砂土 ; 冻结粉质砂土 ; 混凝土衬砌 ; 结构接触面 ; 直剪试验 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | TU441;TU37 |
| 来源机构 | 塔里木大学 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/355567 |
| 作者单位 | 塔里木大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 魏巍. 粉质砂土与混凝土结构接触面力学特性试验研究[D]. 塔里木大学,2021. |
| 条目包含的文件 | 条目无相关文件。 | |||||
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