膨胀土击实样膨胀特性试验研究

为研究膨胀土的膨胀特性,选取南水北调中线工程南阳中膨胀土,对击实样进行了无荷膨胀率和有荷膨胀率试验,重点研究了南阳中膨胀土击实样的初始含水率、压实度、上覆荷载与膨胀特性的规律关系.试验成果表明:在相同起始含水率下,随着压实度的增大,膨胀土无荷膨胀率与压实度呈较好的线性增长关系;在相同压实度条件下,膨胀土无荷膨胀率随起始含水率增大而减小;含水率大于最优含水率可以明显的抑制膨胀土的膨胀;较小的荷载作用就可以抑制膨胀土的大部分膨胀量;由正交分析法分析可知,当荷载不大于25 kPa时,含水率对有荷膨胀率的影响要大于压实度对有荷膨胀率的影响,当荷载大于25 kPa时,则相反.     

膨胀岩击实样胀缩特性试验研究

选取泥灰岩和黏土岩 2 种代表性的膨胀岩,通过大尺寸的胀缩特性试验,研究了膨胀岩击实样的胀缩特性,及其与起始含水率、压实度的关系。成果表明：随起始含水率增大,膨胀岩的无荷膨胀率呈较好的线性递减关系;压实度越大,无荷膨胀率越大,且随起始含水率的减小,压实度对膨胀率的影响呈增强的趋势;在相同压实度下,起始含水率低于塑限值时,起始含水率变化对线缩率的影响很小,随起始含水率增大,线缩率开始呈较平缓的线性增大;当起始含水率达到塑限值附近后,起始含水率变化对线缩率的影响开始显著增强;在相同起始含水率下,起始含水率低于塑限值时,压实度对线缩率的影响很小,随压实度增大,线缩率呈较好的线性递减;当起始含水率达到塑限值附近后,压实度对线缩率的影响略微增强。膨胀岩的收缩系数和体缩率与线缩率的规律基本一致。     

南水北调中线膨胀岩膨胀特性试验研究

南水北调工程中经常遇到膨胀岩,膨胀岩的膨胀性对膨胀岩开挖料的循环再利用以及膨胀岩地区换填土的施工都有很大的影响。针对这个问题,对南水北调中线膨胀岩进行了膨胀性试验研究。试验结果表明:存在一含水率拐点,当膨胀岩的初始含水率小于拐点含水率时,其膨胀率随时间的关系曲线分为4个阶段:直线匀速膨胀阶段、直线快速膨胀阶段、减速膨胀阶段、膨胀缓慢稳定阶段。其中直线快速膨胀阶段其膨胀速度大于直线匀速膨胀阶段膨胀岩的膨胀速度。当膨胀岩的起始含水率大于拐点含水率时,其膨胀率随时间的关系曲线将没有直线匀速膨胀阶段,只有后面3个阶段。随着初始含水率的增加,膨胀岩的膨胀率逐渐减小。但是不同的膨胀岩试样初始含水率与膨胀率之间的关系曲线不同。随着上覆压力的增大,膨胀岩膨胀率逐渐减小。当超过某一压力时,岩样不但不会膨胀,反而会被压缩。这一试验结果,可为对膨胀岩地区的施工提供一定参考依据。     

含水率及干密度对高铁泥岩地基土无荷膨胀率的影响

通过室内无荷膨胀试验,研究初始含水率与初始干密度对高速铁路泥岩地基土无荷膨胀率的影响。研究结果表明:无荷膨胀率随时间的变化规律可分为快速膨胀、减速膨胀和膨胀稳定3个阶段。在相同初始干密度情况下,膨胀率随时间增长而逐渐增大,并且试样初始含水率越低,最终达到胀限含水率时的膨胀率越大。无荷膨胀率随初始含水率的增大而减小,干密度越大,无荷膨胀率减小的速率越快;无荷膨胀率随初始干密度增大而增大,在不同含水率条件下膨胀率增长速率有所不同。试样越干燥、干密度越大,其膨胀潜能越大。对无荷膨胀率时程曲线和无荷膨胀率-初始含水率-初始干密度三者关系分别用半对数函数和二元线性函数进行拟合,拟合结果良好,可较好地预测泥岩地基实际变形情况。     

膨胀土击实状态下含水率和干密度的关系

以南水北调中线一期工程总干渠河北邯郸段所取膨胀土样为例,通过大量室内试验,得到了膨胀土在击实状态下,当含水率较小时,干密度随含水率的增大而增大,而当干密度增大到某一值后,含水率的继续增加反而使干密度减小.研究结果表明,含水率和干密度呈二次抛物曲线关系的特征.     

膨胀土击实状态下含水率和干密度的关系

以南水北调中线一期工程总干渠河北邯郸段所取膨胀土样为例,通过大量室内试验,得到了膨胀土在击实状态下,当含水率较小时,干密度随含水率的增大而增大,而当干密度增大到某一值后,含水率的继续增加反而使干密度减小。研究结果表明,含水率和干密度呈二次抛物曲线关系的特征。     

膨胀土湿胀干缩特性试验

为研究膨胀土湿胀干缩变形与含水率变化的一般规律,采用压缩仪和收缩仪对重塑膨胀土进行了无荷载条件下的分级浸水膨胀试验和收缩试验。结果表明:试样的初始干密度越大,初始含水率越小,土体的膨胀系数越大,最终膨胀率也越大;初始干密度越大,初始含水率越小,土体的收缩系数越小,最终线缩率和体缩率也越小;膨胀系数和收缩系数反映了膨胀土受含水率变化而产生变形的特性,可作为评判膨胀土胀缩性能的指标。     

基于不同压实功下的套井回填最大干密度及最优含水率换算研究

分析3种典型套井回填土在轻型击实及重型击实2种压实功下的全压实曲线,验证Blotz公式的适用性。首次提出在轻型击实的基础上,套井回填压实度与规范要求压实度的关系,以及套井回填土最优含水率的控制方法,并绘制了不同压实功下的最大干密度及最优含水率的等值线图。研究表明,压实功越大,则最大干密度越大、最优含水率越小,在压实曲线的干侧决定土样干密度大小的主要因素为压实功的大小,在压实曲线的湿侧决定土样干密度大小的主要因素为含水率的大小。     

制样含水率对压实黄土持水及变形特性影响试验研究

通过研究不同制样含水率（击实曲线干侧、最优含水率下和湿侧）且同一干密度的压实黄土,分析由制样含水率所引起结构性差异对压实黄土持水和变形特性的影响。结果显示,制样含水率不同引起的黄土结构性差异影响压实黄土的进气值、脱湿速率和残余含水率,进气值关系为:最优含水率＜击实曲线干侧＜击实曲线湿侧,脱湿速率关系为:击实曲线湿侧＜最优含水率＜击实曲线干侧,残余含水率关系为:击实曲线干侧＜最优含水率＜击实曲线湿侧。另一方面,干密度和试验含水率一定时,在最优含水率下制备的试样湿陷变形最大,在击实曲线干侧击实比在湿侧击实更能减小压实黄土的增湿变形。     

水泥改性膨胀土击实试验研究

根据实际工程中水泥改性膨胀土填筑压实度达不到设计要求的问题,通过一系列击实试验成果资料的对比分析,得出随着膨胀土掺加水泥拌和后击实试验时间不同对最大干密度和最优含水率的影响规律,提出了应采用和现场碾压工况相匹配的击实试验参数,用于现场压实度检测,解决了施工填筑质量的控制问题。     

膨胀岩渠坡不同处理措施压实效果研究

将开挖的膨胀岩作为回填料是南水北调中线一期工程总干渠新乡潞王坟膨胀岩试验段渠坡处理措施中的大胆尝试。比选、研究了在不同碾压机具、铺土层厚、碾压遍数等条件下,土工格栅＋泥灰岩开挖料、换填黏性土料、土工袋＋泥灰岩开挖料等三种不同处理措施的压实效果。研究表明,开挖出来的泥灰岩膨胀岩用作回填材料时,压实度宜控制在90%左右,并根据不同处理措施现场碾压的压实效果,提出了相应处理措施的施工碾压参数及施工质量控制标准建议值。     

膨胀岩的判别与分类方法探讨

介绍膨胀岩的判别方法,以与工程设计有关的膨胀岩的主要膨胀特性指标:自由膨胀率、干燥饱和吸水率、浸水崩解度、极限膨胀量、极限膨胀力、比表面积、交换容量、围岩强度等为分类因素,首次引进模糊综合评判的概念建立膨胀岩分类专家数据系统,采用多因素、综合评判的方法对膨胀岩进行分类,并以工程实例进行验证,说明本文方法简单、可靠、实用,避免了单因素分类法对膨胀岩进行分类的不确定性。     

风化砂改良膨胀土膨胀特性试验研究

结合湖北省宜昌市小溪塔至鸦鹊岭一级公路改建工程及风化砂改良膨胀土路基施工项目,对膨胀土掺入不同比例的风化砂配制试件,进行自由膨胀率、无荷膨胀率、25 kPa和50 kPa有荷膨胀率以及膨胀力的试验研究,得到了不同掺砂比例下膨胀土的膨胀率和膨胀力指标。研究发现：掺砂对抑制膨胀土的膨胀是有效的,经过风化砂改良的膨胀土的自由膨胀率小于35%,达到了路基施工规范的要求。不同的掺砂量对改良膨胀土的膨胀指标有着显著的影响：当掺砂比例为10%时,自由膨胀率、膨胀力降低最为显著;当掺砂比例为40%~50%时,25 kPa有荷膨胀率的变化最为明显;掺砂比例为30%~40%,50 kPa有荷膨胀率变化的幅度最大;掺砂比例为40%时,荷载的增加对抑制膨胀性效果最明显;掺砂比例对无荷膨胀率影响很小,基本呈平缓线性变化。通过对掺砂效果的综合比较,掺砂10%能最快最经济抑制膨胀。     

注水方式对膨胀土膨胀量的影响研究

为了研究不同注水方式对膨胀土膨胀量的影响,取某高速铁路地基膨胀泥岩,进行不同数量开孔和不开孔方式注水的重塑膨胀土浸水膨胀变形试验,并分析得到了开孔造成的土体损失体积率与膨胀量损失量之间的关系。试验结果表明:开孔注水与不开孔注水的膨胀时程曲线、膨胀量与含水率关系曲线有很大不同;各注水方式下,膨胀时程曲线和膨胀量与含水率关系曲线变化规律基本一致。开孔注水方式下,膨胀时程曲线、膨胀量与含水率关系曲线可分为三个阶段:初始快速膨胀阶段、减速膨胀及逐渐稳定阶段、突然增长阶段。不开孔注水方式下,膨胀时程曲线、膨胀量与含水率关系曲线可分为四个阶段:初始缓慢膨胀阶段、快速膨胀阶段、减速膨胀及逐渐稳定阶段、突然增长阶段。土体损失体积率与膨胀量损失量之间呈良好的线性关系,其关系式为Δδ=0.617ΔV+0.02。     

软岩筑坝堆石料劣化特性研究

为全面了解软岩料的工程性质,以软岩筑坝堆石料为对象,针对其劣化前后的力学特性与设计参数开展了室内试验研究。基于不同围压与压实度条件下的试验研究,分析了堆石料强度与变形的劣化规律,建立了压实度与归一化强度、归一化变形模量的关系,提出了堆石料的压实度控制指标。进一步结合水下休止角试验,针对堆石料的非线性强度尤其是低应力强度特性进行了分析。结果表明:劣化作用引起体积应变减小,劣化作用对模量的影响远大于对强度的影响;96%的压实度对于软岩填料而言较为合理,既保证了归一化的强度>0.9,归一化的变形模量>0.8,也确保了压实机械的效率;可采用击实样水下休止角试验来获得低应力状态下软岩填料强度参数,用三轴试验来获得的中高应力状态下软岩填料的强度得到软岩填料的非线性强度。研究成果可为正确评价软岩堆石坝的应力、变形规律和指导工程实践提供依据。     

南水北调中线工程膨胀岩试验研究

在南水北调中线工程新乡潞王坟试验段内选取代表性岩层--强风化粘土岩和泥灰岩的原状样和扰动样,通过一系列土工试验,较全面地研究了膨胀岩的物理力学特性,为南水北调中线工程膨胀岩渠坡段的设计施工提供了科学依据.     

高速铁路膨胀泥岩路基渗流及膨胀特性试验研究

以兰新高铁某典型膨胀泥岩路基段为研究对象，进行现场水平及竖向渗流试验，研究不同渗流方向下泥岩的膨胀及渗透特性。结果表明:水平及竖向渗流试验中，不同位置土样的体积含水率均经历前期快速增长、中期外凸弧线型缓慢增长和后期基本稳定这3个阶段。当泥岩发生水平渗流时，泥岩既发生膨胀，又发生软化，离注水管越近的土样膨胀量越大；离注水管远的土样朝已软化的泥岩方向释放膨胀能，导致其竖向膨胀量变小。影响水分在土样中渗透的因素主要有上部土样对下部土样的压密作用、基质吸力作用和重力作用。当泥岩发生自上而下竖向渗流时，土样最终体积含水率从上到下依次递减；泥岩膨胀会导致其渗透性减小；泥岩膨胀经历快速膨胀阶段、膨胀减缓阶段和膨胀稳定阶段。     

击实状态下膨润土加砂混合物膨胀特性及影响因素

膨润土加砂混合物是进行核废料深埋处置的理想缓冲回填材料,其膨胀变形特性是评价处置库屏障体系的重要参数。以不同掺砂率下的高庙子钠基膨润土为研究对象,在室内分别开展了击实试验、有荷膨胀率试验、膨胀力试验,重点研究其膨胀变形,并通过微观电镜扫描分析其膨胀特性的影响因素。试验结果表明:随着掺砂率的增加,膨润土加砂混合物的最大干密度也会增大,且击实曲线从相对平缓、开阔逐渐向陡立和狭窄发展,即当掺砂率增加时,混合物干密度梯度变化值受含水率的影响显著;混合物的膨胀过程大致分为3个阶段,即快速膨胀阶段、减速膨胀阶段和缓慢膨胀阶段,有荷膨胀率δ_ep与时间的关系可采用双曲线关系拟合,而最大膨胀力与掺砂率的关系可采用指数关系拟合;基于不同初始状态下的微观结构,综合分析得出单位体积的蒙脱石含量和颗粒结构是影响其膨胀特性的根本因素。