热带多雨气候论文：热带多雨气候条件下高液限土直接填筑路堤的可行性研究

热带多雨气候论文：热带多雨气候条件下高液限土直接填筑路堤的可行性研究【中文摘要】 高液限土天然含水率大，液限高，塑性指数大，水稳定性差，由于物理力学和工程特性，将其直接用于填筑路堤，将产生路基填土难以压实、翻浆、边坡坍塌等一系列病害。因此，系统地开展高液限土路堤直接填筑可行性研究，环保、经济地解决高液限土路堤这些问题，对公路建设具有重要的意义。本文以在建的海口至屯昌高速公路高液限红粘土路段为依托，开展了系统的室内外试验研究，探讨海南热带气候条件下高液限红粘土直接填筑路堤的可行性。在试验段采集原状和扰动样，分别进行了基本物理性质试验、物质组成测试、干法、湿法击实试验、CBR试验、固结试验以及土水特征曲线试验，分析了试样的土质特征和工程特性，评价了其路用性能，得到了高液限土可填筑的临界含水率。通过统计海南热带多雨气候，提出了海南地区高液限土路堤可施工的最佳时段，并结合现场翻晒试验，分析了海南高液限红粘土可以直接填筑而高液限膨胀土难以填筑的原因：高液限膨胀土持水能力强，风干速度过慢，在海南多雨气候条件下难以达到施工条件。基于膨胀土填料分类方法，通过数值模拟翻晒过程，以土水特征曲线拟合参数n为控制参数，提出了热带多雨气候条件下高液限土可以直接填筑路堤新指标。本文通过对海南多雨气候条件下高液限土直接填筑路堤的可行性研究，具有以下创新点：基于土与大气相互作用模型提出了填料翻晒数值模拟方法；提出了以土水特征曲线的拟合参数n为指标热带气候条件下高液限红粘土路堤填料选择标准与方法。对于以后的特殊气候下高液限土填筑路堤具有指导意义。【英文摘要】Thehighliquidlimitsoilhasthesefeatures:themoisturecontentishigh,theliquidlimitishigh,theplasticindexisgreatandthewaterstabilityispoor.Inviewofthephysicalmechanicsandengineeringproperties,ifusingitforfillingsubgradedirectly,therewillbeleadingtoaseriesofdisease,suchascompactingthefilledsoildifficuiltlyandslopecollapse.Therefore,itisveryimportantforhighwayconstructionthatwehavethesystemtoresearchaboutfillingsubgradedirectlywithhighliquidlimitsoilandsolvetheproblemsabovewithsomeenvironmetalandsparingways.Inthispaper,WebasingonthehighliquidlimitoftheredclayhighwayconstructioninginHaikouTunchang,carriedoutlaboratoryandfieldtestandexploredthefeasibilityoftheredclayofhighliquidlimitpracticabilityofconstructingembankmentintheconditionofHainan’stropicalclimate.Inthetest,Wesectionedacquisitionofundisturbedanddisturbedsamples,respectivelytestthebasic physicalnature,thematerialcomposition,thedryandwetcompaction,CBR,consolidation,aswellassoil-watercharacteristiccurve,analysisofasampleofsoilcharacteristicsandengineeringcharacteristics,evaluateditsroadperformance,finallycametoahighliquidlimitsoilfillingcriticalmoisturecontent.ThroughmakingstatisticsofHainantropicalrainyclimate,wefoundouttheHainanregionofhighliquidlimitsoilembankmentconstructionperiod,andcombinedwithfieldFanshaitest,analysisofHainanhighliquidlimitoftheredclaycanbefillingthehighliquidlimitofexpansivesoilisdifficulttofillingthereasons:highliquidlimitofexpansivesoilstoholdwatercanstrong,air-driedtooslow,difficulttoachievetheconstructionconditionsinthetheHainanrainyclimaticconditions.Theexpansivesoilclassificationmethodbasedonpacking,throughthenumericalsimulationmaketheprocesstosoilwatercharacteristiccurvefittingparametersncontrolparameters,putsforwardthetropicalclimatewithmorerainundertheconditionofhighliquidlimitsoilcandirectlyfillingembankmentnewindex.Throughtothefessibilityresearchaboutfillingsubgradedirectlywithhighliquidlimitsoilinrainy climate,thisarticlehastheseinnovatepoints:basedonthemodelofsoilandatmosphereintaracting,itmakesnumericalsimulationmethodforturningoverthepacking；itmakesthestandardandmethodforthechoiceofthehighliquidlimitedfilledsoilinthetropicalclimateastheindextosoilcharacteristiccurve“n”.Theyhaveguidingsignificanceforfillingsubgradewithhighliquidlimitedsoilinthespecialclimateforthefuture.【关键词】热带多雨气候高液限路堤填筑【英文关键词】TropicalclimateThehighliquidlimitEmbankmentFilling【目录】热带多雨气候条件下高液限土直接填筑路堤的可行性研究摘要5-6ABSTRACT6-7第一章绪论11-191.1研究的背景及意义11-121.2国内外研究现状12-161.2.1高液限土填筑路堤研究现状12-131.2.2土水特征曲线研究现状13-151.2.3大气与土相互作用研究现状15-161.3主要研究内容、思路及技术路线16-191.3.1主要研究内容16-171.3.2研究方法和技术路线17-19第二章高液限土土质特性研究19-392.1 高液限土工程分类及其在海南的分布情况19-212.1.1高液限土的工程分类19-202.1.2海屯高速公路高液限土试验段分布情况20-212.2高液限土路段现场勘察21-252.3高液限土土质特征研究25-272.4高液限土路用性能试验研究27-382.4.1击实试验及分析27-292.4.2CBR试验及分析29-312.4.3固结试验及分析31-332.4.4土水特征曲线试验及分析33-382.5本章小结38-39第三章高液限土现场填筑试验研究39-473.1高液限土路堤处治试验段方案及修筑简介39-413.1.1高液限土路堤填料的压实特性及要求393.1.2高液限土路基结构方案39-413.2海南高液限土路堤试验段现场试验41-423.2.1压实度试验41-423.3高液限土翻晒试验研究42-443.3.1试验过程及结果42-433.3.2试验结果分析43-443.4海南热带多雨气候的统计与分析44-463.4.1海南热带气候统计44-453.4.2海南热带气候分析45-463.5本章小结46-47第四章高液限土翻晒过程的数值模拟47-574.1土与大气相互作用计算方法研究47-514.1.1程序基本方程及边界条件类型47-494.1.2有限元求解方程49-514.2高液限土翻晒数值模拟模型建立51-524.3 数值模拟模型计算所用参数取值说明52-544.3.1计算时步选择524.3.2当地的气候条件及VADOSE/W大气边界赋值524.3.3模型计算材料参数取值52-544.4数值模拟模型均质土柱热湿耦合计算54-554.4.1数值模拟结果分析554.5计算结果验证55-564.6本章小结56-57第五章热带多雨气候条件下高液限土填料分类方法研究57-665.1膨胀土填料分类方法简介57-585.2热带多雨气候条件高液限土填料分类方法的提出585.2.1填料分类指标试验研究585.2.2填料分类指标试验结果分析585.3土水特征曲线与填料翻晒速率的相关性58-625.4热带多雨气候条件高液限土填料分类方法的建立625.5高液限土填料分类指标验证62-655.5.1路基沉降监测试验62-645.5.2海南高液限土路堤试验段修筑及效果64-655.6经济性分析655.7本章小结65-66第六章结论与展望66-686.1主要成果和结论666.2研究展望66-68参考文献68-72致谢72-73附录A攻读学位期间发表论文目录及参加的科研项目73