马汊河膨胀土特性室内试验研究及数值计算分析

膨胀土是导致边坡失稳的不利因素之一,对其进行特性研究是十分必要的。通过室内物理参数试验以及原状土干湿循环试验,分析膨胀土自由膨胀率、含水率等基本物理性质随土层深度的变化规律,研究其裂隙变化及强度变化规律,并建立数值计算模型,进行堤防迎水坡坡比、堤防高度及宽度对其安全稳定的敏感性计算分析。研究表明,马汊河膨胀土含水率大部分集中在20%左右,土体处于硬塑态;膨胀性土层分布与地质土层分布不一致,有呈沿坡面等深分布现象;随着干湿循环次数的增加,约在4次干湿循环后,试样开始出现大的裂隙且逐渐形成网状至破坏;其黏聚力c及内摩擦角φ值也在干湿循环过程中不断减小,经历8次干湿循环后,膨胀土的强度参数基本趋于稳定;膨胀土边坡安全系数与迎水坡坡比及堤防宽度成正比,与堤防高度成反比;且在经过4或5次干湿循环试验后,其安全系数下降速度最快,下降量约占初始安全系数数值的83%,为膨胀土地区边坡设计提供参考依据。