冻融循环作用下路基土电阻率评价方法研究
发布时间：2022-02-17 17:04
季节性冻土区路基土壤常年受到周期性冻融循环作用的影响,土壤常常表现为受冻时结冰,温暖时融化,而结冰往往将使得土体冻胀,融化使得土壤融沉,土体结构受到周期性胀缩的影响,势必会发生损伤,在冻害严重的地区,路基土体结构将发生破坏致使道路无法使用,因此有必要在冻土区道路建设及服役期间对土壤工程性质进行观测。以往的地球物理测量手段主要有现场取样和室内试验,但往往耗时很久,且测量手段复杂,需要一种测量简便、快捷的测量手段来监测路基土体工程性质。土壤电阻率是土的固有电学属性,影响因素包括含水率、压实度、温度等,而这些影响因素一定程度上也能体现土壤工程性质的好坏,而且电阻率测量原理简单、测量过程迅速,因此研究冻融循环作用对土壤电阻率的影响具有工程实际意义和理论研究意义。本文以武汉市洪山区八一路路基土为研究对象,系统分析了不同初始条件下电阻率在冻融循环作用下的变化规律,得到了如下成果:1.分别研究了温度、含水率、压实度对土壤电阻率的影响规律,发现其他条件不变情况下,随着土壤温度升高,土样电阻率明显减小;同样的,含水率与压实度对土的电阻率影响规律都与温度对电阻率的影响类似,电阻率与二者都呈负相关。2.对不...
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
我国冻土分布图
湖北工业大学硕士学位论文6VAMNB图1.3四电极法土的原位测试示意图Fig1.3Schematicoffourelectrodesinsitu实地测量时，往往将所测区域划分成若干条测线，每条测线上按不同测量深度要求均匀布置若干电级棒，测量前，将电极棒打入土壤以下一定深度，并将每根电极棒与导线可靠连接，如图1.4所示,所有导线汇总到高密度电法仪，由电法仪向各个电极棒传输电信号，最后将测量的电阻率分布图反映到计算机上。图1.4原位电阻率测试的电极棒与导线接头Fig1.4Electrodebarandwireconnectoroftestingresistivityinsitu②在原位测试过程中，电阻率静力触探（RCPT)作为一种全新的土壤电阻率测试技术，由于其重量轻、体积孝安装方便等优点，近年来被越来越多地应用在原位测试中，设备通常由主机、地锚、探头等部件组成，一款测试系统通常可以配备多种规格的探头，探头结构如图1.5，由于其探头电极间距比较小，各电极间用绝缘塑料隔离开，根据欧姆定律，可以连续获得不同深度土层的电阻率值，并且可同步记录探头贯入过程中探头的锥尖阻力、侧面摩擦力、孔隙压力、倾斜角等指标[21]。
湖北工业大学硕士学位论文16第二章路基土的基本物理力学性质2.1试验材料、仪器及方案2.1.1试验材料本次试验所用土壤来自湖北省武汉市洪山区八一路轨道交通8号线小洪山站工地基坑的黏性土，所取土壤原为八一路路基填土，颜色呈深红色，取样时土壤湿润，为了方便控制含水率，将土壤进行烘干、碾磨、筛分处理，保留小于2mm的所有部分；同时，为防止土中黏粒成分过多导致室内配置土样含水率时水分渗入不均匀影响含水率测量，以1:1的质量比向土壤中加入经筛分后的砂（粒径≤2mm）并混合均匀，来增大土样的渗透性。混合后的土样经渗透试验鉴定为粉土，将混合后的改性土以不同含水率、不同压实度分别放入模具中击实，制成38mm×76mm（h）的圆柱形土体作为试验用土样，其基本物理性质指标见表2.1，颗粒级配曲线见图2.1。表2.1试验用土的基本物理性质Table2.1Physicalpropertiesoftestedsoil图2.1土样颗粒级配曲线Fig2.1Graindistributioncurveofsample土粒密度液限塑限渗透系数最大干密度最优含水率颗粒含量（%）饱和含水率（g/cm3）（%）（%）（cm/s）（g/cm3）（%）≤0.075≥0.075（%）2.68526.315.37.089×10-61.999.6942.9457.0616.7
【参考文献】：
期刊论文
[1]含水率与含砂率对软黏土电阻率影响的试验研究[J]. 崔允亮,项鹏飞,王新泉. 科学技术与工程. 2018(03)
[2]盐碱土不同土壤浸提液电导率和pH值的换算[J]. 郭建忠,刘淑慧,李森,卢垟杰. 江苏农业科学. 2018(01)
[3]赤泥改良黄土的电阻率和剪切强度试验[J]. 田高源,陈瑞锋,米栋云,董晓强. 中国科技论文. 2017(13)
[4]冻融循环作用对路基粉质粘土抗剪强度的影响分析[J]. 蒋慎. 湖南交通科技. 2017(02)
[5]冻融循环下冷却温度对粉质黏土力学性质影响的试验研究[J]. 胡田飞,刘建坤,房建宏,常丹,刘大伟. 岩石力学与工程学报. 2017(07)
[6]不同含水率膨胀土的无侧限抗压强度-电阻率试验研究[J]. 吴道祥,熊福才,郭静芳,沈启鹏,胡雪婷. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2016(12)
[7]冻融循环对黄土电阻率及水分迁移影响的试验研究[J]. 杨更社,高宇璠,田俊峰,梁博,魏尧,余翔. 科学技术与工程. 2016(35)
[8]基于GBSAR的变形监测方法综述[J]. 邹进贵,张士勇,李琴,张洪波. 测绘地理信息. 2016(06)
[9]不同土地利用方式对土壤含水量、pH值及电导率的影响[J]. 杨红,徐唱唱,赛曼,曹舰艇,曹丽花,张爱琴,刘合满. 浙江农业学报. 2016(11)
[10]基于电阻率法的膨胀土膨胀性评价研究[J]. 储亚,查甫生,刘松玉,蔡国军,寇博. 岩土力学. 2017(01)
博士论文
[1]季节冻土动剪切模量阻尼比试验研究[D]. 于啸波.中国地震局工程力学研究所 2016
[2]季冻区路基土冻融循环后力学特性研究及微观机理分析[D]. 王静.吉林大学 2012
[3]列车荷载和冻融循环作用下冻土路基稳定性研究[D]. 施烨辉.北京交通大学 2011
[4]季节冻土水分迁移的机理及数值模拟[D]. 原国红.吉林大学 2006
硕士论文
[1]冻融循环作用下非饱和路基土水分迁移规律研究[D]. 周志.哈尔滨工业大学 2017
[2]冻融循环作用对黄土路基性质及边坡稳定性的影响研究[D]. 武丹.太原理工大学 2017
[3]冻融前后土体微观孔隙结构分形特征研究[D]. 宋肖龙.石家庄铁道大学 2016
[4]季冻区粉砂土路基水、温变化及冻胀规律的研究[D]. 宇德忠.东北林业大学 2011
[5]土中水分在冻融过程中的迁移[D]. 刘兵.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3629787
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
我国冻土分布图
湖北工业大学硕士学位论文6VAMNB图1.3四电极法土的原位测试示意图Fig1.3Schematicoffourelectrodesinsitu实地测量时，往往将所测区域划分成若干条测线，每条测线上按不同测量深度要求均匀布置若干电级棒，测量前，将电极棒打入土壤以下一定深度，并将每根电极棒与导线可靠连接，如图1.4所示,所有导线汇总到高密度电法仪，由电法仪向各个电极棒传输电信号，最后将测量的电阻率分布图反映到计算机上。图1.4原位电阻率测试的电极棒与导线接头Fig1.4Electrodebarandwireconnectoroftestingresistivityinsitu②在原位测试过程中，电阻率静力触探（RCPT)作为一种全新的土壤电阻率测试技术，由于其重量轻、体积孝安装方便等优点，近年来被越来越多地应用在原位测试中，设备通常由主机、地锚、探头等部件组成，一款测试系统通常可以配备多种规格的探头，探头结构如图1.5，由于其探头电极间距比较小，各电极间用绝缘塑料隔离开，根据欧姆定律，可以连续获得不同深度土层的电阻率值，并且可同步记录探头贯入过程中探头的锥尖阻力、侧面摩擦力、孔隙压力、倾斜角等指标[21]。
湖北工业大学硕士学位论文16第二章路基土的基本物理力学性质2.1试验材料、仪器及方案2.1.1试验材料本次试验所用土壤来自湖北省武汉市洪山区八一路轨道交通8号线小洪山站工地基坑的黏性土，所取土壤原为八一路路基填土，颜色呈深红色，取样时土壤湿润，为了方便控制含水率，将土壤进行烘干、碾磨、筛分处理，保留小于2mm的所有部分；同时，为防止土中黏粒成分过多导致室内配置土样含水率时水分渗入不均匀影响含水率测量，以1:1的质量比向土壤中加入经筛分后的砂（粒径≤2mm）并混合均匀，来增大土样的渗透性。混合后的土样经渗透试验鉴定为粉土，将混合后的改性土以不同含水率、不同压实度分别放入模具中击实，制成38mm×76mm（h）的圆柱形土体作为试验用土样，其基本物理性质指标见表2.1，颗粒级配曲线见图2.1。表2.1试验用土的基本物理性质Table2.1Physicalpropertiesoftestedsoil图2.1土样颗粒级配曲线Fig2.1Graindistributioncurveofsample土粒密度液限塑限渗透系数最大干密度最优含水率颗粒含量（%）饱和含水率（g/cm3）（%）（%）（cm/s）（g/cm3）（%）≤0.075≥0.075（%）2.68526.315.37.089×10-61.999.6942.9457.0616.7
【参考文献】：
期刊论文
[1]含水率与含砂率对软黏土电阻率影响的试验研究[J]. 崔允亮,项鹏飞,王新泉. 科学技术与工程. 2018(03)
[2]盐碱土不同土壤浸提液电导率和pH值的换算[J]. 郭建忠,刘淑慧,李森,卢垟杰. 江苏农业科学. 2018(01)
[3]赤泥改良黄土的电阻率和剪切强度试验[J]. 田高源,陈瑞锋,米栋云,董晓强. 中国科技论文. 2017(13)
[4]冻融循环作用对路基粉质粘土抗剪强度的影响分析[J]. 蒋慎. 湖南交通科技. 2017(02)
[5]冻融循环下冷却温度对粉质黏土力学性质影响的试验研究[J]. 胡田飞,刘建坤,房建宏,常丹,刘大伟. 岩石力学与工程学报. 2017(07)
[6]不同含水率膨胀土的无侧限抗压强度-电阻率试验研究[J]. 吴道祥,熊福才,郭静芳,沈启鹏,胡雪婷. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2016(12)
[7]冻融循环对黄土电阻率及水分迁移影响的试验研究[J]. 杨更社,高宇璠,田俊峰,梁博,魏尧,余翔. 科学技术与工程. 2016(35)
[8]基于GBSAR的变形监测方法综述[J]. 邹进贵,张士勇,李琴,张洪波. 测绘地理信息. 2016(06)
[9]不同土地利用方式对土壤含水量、pH值及电导率的影响[J]. 杨红,徐唱唱,赛曼,曹舰艇,曹丽花,张爱琴,刘合满. 浙江农业学报. 2016(11)
[10]基于电阻率法的膨胀土膨胀性评价研究[J]. 储亚,查甫生,刘松玉,蔡国军,寇博. 岩土力学. 2017(01)
博士论文
[1]季节冻土动剪切模量阻尼比试验研究[D]. 于啸波.中国地震局工程力学研究所 2016
[2]季冻区路基土冻融循环后力学特性研究及微观机理分析[D]. 王静.吉林大学 2012
[3]列车荷载和冻融循环作用下冻土路基稳定性研究[D]. 施烨辉.北京交通大学 2011
[4]季节冻土水分迁移的机理及数值模拟[D]. 原国红.吉林大学 2006
硕士论文
[1]冻融循环作用下非饱和路基土水分迁移规律研究[D]. 周志.哈尔滨工业大学 2017
[2]冻融循环作用对黄土路基性质及边坡稳定性的影响研究[D]. 武丹.太原理工大学 2017
[3]冻融前后土体微观孔隙结构分形特征研究[D]. 宋肖龙.石家庄铁道大学 2016
[4]季冻区粉砂土路基水、温变化及冻胀规律的研究[D]. 宇德忠.东北林业大学 2011
[5]土中水分在冻融过程中的迁移[D]. 刘兵.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3629787
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