动力荷载作用下河道淤泥气泡混合土力学性质试验研究建筑与土木工程专业论文.docxVIP

学号：1313031021学位论文答辩委员会名单 学号：1313031021 学位论文答辩委员会名单 姓名 专业技术职务 现从事专业 工作单位、部门 签名 防灾减灾与 主席 丁海平 正高 防护工程 苏州科技大学 羽刍车 委 范存新 正高 防灾减灾与 苏州科技大学 俐 防护工程 口 徐雷云 正高 岩土工程 苏州城市建筑设计院 ，《f泛 贝 答辩 防灾减灾与 毒f。1‘ 秘书 宋贞霞 其他 防护工程 苏州科技大学 。镳霞 割堙拦 同学学位论文答辩成绩 星墨 ； 质量等级 霍路 (分优秀、良好、合格和不合格四等)。 答辩委 融如孚门 注：本页放在学位论文终稿纸质稿中独创性声明之后 万方数据 苏州科技大学硕士学位论文 苏州科技大学硕士学位论文 捅要 摘要 河道淤泥气泡混合轻质土(Foamed mixture lightweight soil using river sludge， 简称FMLSS)是由淤泥、水泥、气泡和水按照一定比例混合搅拌而成，是一种新 型的混合土工材料，具有自重轻、强度高、施工工期短、废物再生利用、低成本和 绿色环保等优势，具有巨大的工程应用前景和社会效益。本文以河道淤泥为原料土， 水泥为固化材料，气泡为轻质材料制备河道淤泥气泡混合轻质土试样，使用室内气 动式动三轴仪研究了动力荷载作用下河道淤泥气泡混合轻质土的力学性质，着重分 析了其变形特性，主要包括以下内容： (1)测定河道淤泥的基本物理力学指标，为试验方案的制定提供依据。根据天 然河道淤泥、水泥和气泡的性质，先进行混合土的配合比设计，确定各组成材料的 取值范围及在混合土中所占比例，再结合动力特性试验的影响因素制定试验方案， 明确荷载施加方法和试验所要研究的动力特征参数，制备足够试样。在动力试验之 前进行试样密度统计分析，发现气泡含量是决定FMLSS密度的关键因素，含水率 的影响较小，水泥掺入量的增加会使FMLSS的密度增大，养护龄期的增长不改变 FMLSS的密度。 (2)在实际工程应用中，FMLSS作为填土材料会受到多种荷载形式的作用，不 同的荷载形式表现出不同的动力特性，因此研究其动力特性十分必要。试验结果表 明，FMLSS动应力随着动应变的增大而增大，动应力应变骨干曲线符合双曲线模 型，重点分析了围压、含水率、水泥掺入量、气泡含量、振动频率和养护龄期对骨 干曲线的影响，在相同动应力作用下，FMLSS的动应变随着围压和水泥掺入量的 增大而减小，随着含水率和气泡含量的增大而增大。FMLSS的割线动弹性模量随 动应变的增大而减小，阻尼比随动应变的增大而增大。当动应变相同时，动弹性模 量和阻尼比都随着围压的增大而增大；随着水泥掺入量增大，动弹性模量增大而阻 尼比减／ix；动弹性模量随着气泡含量和含水率的增大而减小；阻尼比随着含水率的 增加先减小后增大，受气泡含量的影响不显著。FMLSS的局～白关系曲线呈平缓衰 减型，阻尼比在0．01~0．03之间。 (3)本文动三轴试验直接得到的结果是动应力与动应变的关系，需通过泊松比 换算才能得到动剪应力和动剪应变。由试验确定FMLSS的泊松比为O．46，根据动 应力应变骨干曲线由泊松比间接求出各配比FMLSS的最大动剪切模量，并分析围 压、含水率、水泥掺入量、气泡含量、振动频率和养护龄期对最大动剪切模量和动 剪切模量比的影响。 (4)以两种典型配比为例，分析了振动频率与养护龄期的影响机理。振动频率 影响的实质是速率效应的影响，加载速率可以影响土体变形的发展速度和程度。养 万方数据 苏州科技大学硕士学位论文 苏州科技大学硕士学位论文 摘要 护龄期对FMLSS力学性能的影响，是对微观结构的影响在宏观上的体现，随着龄 期的增长，固体颗粒表面生成的水化物增多并起到填充微孔和细化孔径的作用，使 其微观结构更加致密。 (5)根据常用本构模型特点与FMLSS自身特性，对常规Hardin-Dmevich模型 进行修正，引入修正系数k并给出数学计算方法，建立能够反映FMLSS动力变形 特性的修正Hardin．Dmevich本构模型。 关键词：河道淤泥气泡混合轻质土，动力荷载，变形特性，动力特征参数，修 正Hardin．Drnevich本构模型 Ⅱ 万方数据 AbstractFoamed Abstract Foamed mixture lightweight soil using river sludge(FMLSS)is composed of river sludge，cement，wate