全日制专业学位研究生试验课程.doc

西南交通大学 全日制硕士专业学位研究生试验课程报告 试验题目： 既有挡护结构排水失效 的室内模型试验 学 院： 土木工程学院 姓 名： 杨云华 学 号： 年 级： 2012级 专业领域： 路基工程 导 师： 左德元教授 辅导教师： 左德元教授 撰写日期： 2014年11月 导师签字： 一、 试验目的 为研究既有挡护结构土压力与孔隙水压力的相互关系，揭示排水失效对既有挡护结构造成损害的作用机理，通过大型室内模型试验，开展两种不同粒径土样( 砂性土样与黏性土样) 在三种排水条件（完全不排水、排水畅通和部分排水）下的土压力及孔隙水压力的变化规律研究，对排水前后土压力与孔隙水压力值进行对比分析。 二、试验方法 1、试验材料 两种不同粒径的代表性土样( 砂性土和黏性土)，首先对两类试样土进行颗粒分析，其中对砂土采用筛析法试验，对黏土采用密度计法试验，绘制级配曲线如图1、图2 所示，经计算，砂土的不均匀系数为9.36，曲率系数为1.91，黏土的不均匀系数为9.79，曲率系数为1.7，两类土均为良好级配。 图图 表2 试验用黏土物理性质 模型填土参数 数值 模型填土参数 数值 天然密度/g·cm-3 1.81 天然密度/g·cm-3 1.95 饱和密度/ g·cm-3 2.03 饱和密度/ g·cm-3 2.01 天然含水率/% 6.45 天然含水率/% 17.07 土粒比重 2.6 土粒比重 2.7 续表1 试验用砂土物理性质 续表2 试验用黏土物理性质 模型填土参数 数值 模型填土参数 数值 压实密度 0.9 压实密度 0.9 天然砂土黏聚力/kPa 3.93 天然黏土黏聚力/kPa 28.26 天然砂土内摩擦角/° 37.9 天然黏土内摩擦角/° 28.7 饱和砂土黏聚力/kPa 1.57 饱和黏土黏聚力/kPa 6.44 饱和砂土内摩擦角/° 35.5 饱和黏土内摩擦角/° 12.6 2、大型室内模型试验装置 挡护结构由刚性（槽型钢）模型箱模拟，测出结果近似为静止土压力状态结果。模型箱内部大小为长250cm×宽250cm×150cm高。模型图如图3所示。土压力盒1-1，1-2，1-3，1-4分别定位于右侧箱壁中部铅垂方向30cm、60cm、90cm、120cm处，左侧下部设置可控制泄水孔，并在距离顶部1.1m处设置孔隙水压力计监测水压力变化。 图3 3、试验方法 模型四周铺设PVC薄膜，将试样土分别置入模型箱中，并采用电动振动夯锤分层夯实土体，每层夯实厚度控制在20cm左右。填土完成后，测试压实度、含水率、初始土压力等指标。模型顶面铺设PVC薄膜，防止土体水分蒸发。模型搁置两天，让试验土体基本稳定后读取天然状态下的土压力值，然后再从箱顶均匀灌水，分别测试浸水状态下排水通畅、部分排水、不排水情况下的各土层的土压力与孔隙水压力。 既有挡土墙墙背土体排水条件对作用在挡土墙墙背土压力的影响，主要是通过三种不同排水工况的模拟试验来体现。它们分为完全不排水（排水阀门全部关闭）、畅通排水（排水阀门全部开启）和部分排水（排水阀门部分关闭，部分开启）。详细试验条件见表3所示。 表3 试验条件 工况 土样 灌水条件（日期：月/日） 完全不排水 砂土 12/1～12/4灌水 12/4～12/10停止灌水，完全不排水 黏土 12/1～12/6灌水 12/6～12/11停止灌水，完全不排水 畅通排水 砂土 12/16停止灌水 12/16～12/20观察直至土压力稳定 12/20～12/26土压力稳定后畅通排水 黏土 12/16停止灌水 12/16～12/20观察直至土压力稳定 12/20～12/26土压力稳定后畅通排水 部分排水 砂土 3/12停止灌水 3/12～3/15观察直至土压力稳定 3/15～3/22土压力稳定后部分排水 黏土 3/12停止灌水 3/12～3/16观察直至土压力稳定 3/16～3/22土压力稳定后部分排水 三、 试验结果分析 1、完全不排水工况 在完全不排水工况下，砂土及黏土模型箱内不同测点的土压力变化规律分别如图4及图5所示。 图 图 （1）12月1日开始灌水，在砂性填土中，孔隙水压力读数于12月2日开始出现变化，在黏性填土中，孔隙水压力读数于12月3日开始出现变化。可认为在不同类型填土中，