干湿循环作用下膨胀土表观胀缩变形特性

为揭示不同上覆压力及含水率幅值条件下膨胀土胀缩特性及表观不可逆变形,开展了干湿循环作用下膨胀土表现胀缩变形特性试验研究.从微观的角度分析了膨胀土吸水膨胀、失水收缩的特性及产生裂隙的原因;探讨了不同压力及含水率循环幅值条件下,膨胀土试样高度、相对膨胀率、相对线缩率、随含水率及循环次数的变化关系以及试样表观相对不可逆变形量与累计不可逆变形量随循环次数的变化关系.研究结果表明:膨胀土吸水膨胀失水收缩是土颗粒间水体变化叠加的直观反应,也是土体内部产生裂隙的主要诱因;膨胀土失水收缩过程中,基质吸力以最大程度限制含水率减小的方式逐渐增大;不同压力作用下,试件高度随含水率呈线性变化关系,而无压力作用下的变化关系波动较大;随着循环次数的增加,膨胀土相对膨胀率逐渐减小,而相对线缩率先增大后减小,且上覆压力越大,相对膨胀率越低;不同含水率幅值范围内的相对膨胀率与相对线缩率随着循环次数的增加具有逐渐减小的趋势;不同压力作用下,含水率为15%时,膨胀土的累计不可逆变形随着循环次数的增加逐渐增大,而在含水率为25%时其反而逐渐减小.     

膨胀土的胀缩变形机理及其工程应用

阐述了膨胀土的基本特征,研究了膨胀土的胀缩变形机理即物理化学作用机理和力学作用机理,论述了膨胀土地区的结构物应采取的必要工程措施,以防止其胀缩变形导致的结构物失效．     

膨胀土膨胀变形时程特性研究

为研究膨胀土膨胀变形随时间的变化,进行了2组南宁膨胀土室内单向浸水膨胀试验和膨胀土桩基灌溉模拟试验,分别对有荷、无荷膨胀土的线胀率的时程特性和基桩桩周膨胀土变形的时程特性进行了较长时间的研究.研究发现,尽管土样的初始含水量及干密度不同,但土样有荷膨胀变形的时程特性具有相似的规律:有荷(大于50 kPa)情况下,土样线胀率1gδ与时间t曲线可分为3个阶段,且该曲线可以用指数关系进行精准描述;无荷膨胀土膨胀率1gδ与t的关系用对数函数拟合更为精确;对桩基模拟试验结果进行分析和数值拟合,建立了考虑时间因素的桩周土隆起量的指数函数关系式,为进一步研究桩一土共同作用奠定了试验基础.     

有机硅材料改良膨胀土的工程特性试验研究

通过对不同掺量的有机硅材料改良膨胀土进行膨胀特性和强度特性试验,探讨有机硅材料对膨胀土工程特性的改良效果以及作用机理,并与传统石灰改良膨胀土的改良效果进行对比分析。研究结果表明：随着有机硅材料掺量的增加,改良膨胀土的膨胀量指标均呈现逐步降低的趋势;有机硅材料能够提高膨胀土浸水前后无侧限抗压强度、软化系数和粘聚力,提高膨胀土的水稳定性;有机硅材料改良膨胀土与素膨胀土浸水饱和条件下应力应变关系主要表现为应变硬化型;有机硅材料的合理掺比为1.5%,此时,有机硅材料限制膨胀土膨胀变形的能力与4%掺量的石灰相当,其强度及水稳定性均优于4%掺量的石灰。     

引江济淮试验工程膨胀岩膨胀特性试验研究

对引江济淮试验工程的膨胀岩进行膨胀特性试验研究。通过对膨胀岩重塑样进行无荷、有荷膨胀率及饱和直剪试验,探究不同初始含水率和荷载下的膨胀率变化规律;分析了膨胀率与初始膨胀速度、强度参数间的关系,得出初始膨胀速度与最终膨胀率成二次函数正相关,强度参数随膨胀率的增大而减小。     

膨胀土动力学特性变化规律试验研究

利用GDS共振柱试验系统对非饱和膨胀土进行动力特性试验,研究自由膨胀率不同时非饱和膨胀土动剪切模量和阻尼比的变化规律,以及动剪切模量和阻尼比随动剪切应变增加的变化趋势。结果表明:自由膨胀率增大时,非饱和膨胀土动剪切模量随之增大,最大动剪切模量增大,阻尼比也随之增大;随着动剪切应变的增加,非饱和膨胀土动剪切模量减小,但阻尼比随之增加;当剪切应变较大时,动剪切模量随动剪切应变增加而下降的幅度变大,阻尼比的增幅亦变大。     

尿素改性膨胀土的变形试验研究

将相同含水量、相同干密度的邯郸地区膨胀土，在不同的尿素含量、不同龄期和不同竖向压力作用下进行变形试验。研究结果表明，改性处理后膨胀土的膨胀力、膨胀率和自由膨胀率分别由原来的111．16kPa、6．02％、72％下降为19．81kPa、0．01％、7．9％。尿素对膨胀土的膨胀性有很好的抑制作用。     

尿素改性膨胀土的变形试验研究

将相同含水量、相同干密度的邯郸地区膨胀土,在不同的尿素含量、不同龄期和不同竖向压力作用下进行变形试验。研究结果表明,改性处理后膨胀土的膨胀力、膨胀率和自由膨胀率分别由原来的111.16kPa、6.02%、72%下降为19.81kPa、0.01%、7.9%。尿素对膨胀土的膨胀性有很好的抑制作用。     

掺灰膨胀土的膨胀特性试验研究

通过生石灰对膨胀土的改性作用,在相同初始含水率的条件下,比较改性前后膨胀力、膨胀率的变化趋势,寻求最佳掺灰率;分析了膨胀力与初始含水率,膨胀率与初始含水率以及终止吸水量与初始含水率等关系.     

膨胀土工程性质的研究现状与展望

对膨胀土的成分与结构、膨胀机理、判别分类、膨胀土改良处理、强度特性和变形特性等的研究历史与现状进行了回顾与分析。对未来膨胀土工程性质研究的主要问题进行了展望，认为今后研究的主要方向是膨胀土矿物成分及化学成分与其强度和变形关系的研究；裂隙组和软弱结构面的空间分布规律及形成机理研究；结构面充填物性质及其力学效应研究；膨胀土的微结构及其与强度和变形关系的研究；非饱和土理论中关于荷载—含水量—吸力关系的研究；膨胀土工程处理技术研究等。     

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,对南水北调中线工程南阳中膨胀土击实样进行了不同起始含水率与压实度的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膨胀特性与初始含水率、压实度、上覆荷载的规律关系.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地抑制膨胀土的膨胀;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,当荷载较小时,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,当荷载继续增大时,压实度对有荷膨胀率的影响要大于含水率对膨胀率的影响.     

公路路基膨胀土处理探讨

根据公路工程建设实践，对膨胀土的分类和特性进行探讨，并根据不同情况对膨胀土路基病害提出防止和处理措施，为今后在类似工程建设中提供借鉴。     

废弃轮胎橡胶颗粒改性膨胀土的试验研究

废弃轮胎破碎后与土混合可改善土的工程特性,为提高废旧轮胎的循环利用和解决膨胀土工程问题提供了新途径.取湖北荆州膨胀土,掺入废弃轮胎橡胶颗粒形成改性膨胀土,完成了素膨胀土和改性膨胀土的物理特性、胀缩特性、强度特性试验.结果表明,当轮胎橡胶颗粒的掺量(质量百分数)小于23%时,改性膨胀土的液限和塑性指数随掺量的增加而增大,但塑限基本不变;最大干密度较素膨胀土降低,最优含水率基本不变化;改性膨胀土的粘聚力和抗剪强度较素膨胀土明显下降;粘聚力总体上随掺量的增加而减小,但抗剪强度和内摩擦角随掺量的增加变化不大;改性膨胀土的胀、缩性明显减弱,当橡胶颗粒的掺量为23%时,对胀缩特性的改善效果最佳.     

影响有荷载膨胀率的因素分析

根据击实膨胀土在不同的荷载、含水量和压实度下的膨胀变形试验，分析了击实膨胀土在3个因素下的膨胀变形规律，并通过考虑交互作用的正交试验设计，找出3个因素的重要性大小，且两两无交互作用，从而推导出膨胀土地基的膨胀量的计算公式。     

宁明膨胀土渗透特性试验研究

为研究宁明膨胀土渗透特性并得到渗流分析所需参数,在了解土性和土体结构特征的基础上,对广西宁明两种膨胀土的原状样和重塑样分别进行了饱和渗透试验、压力板试验和收缩试验,根据试验结果用间接方法得到非饱和膨胀土渗透系数及其随含水量变化规律。结果表明:矿物成分、土体结构对膨胀土的渗透性有一定影响,膨胀性粘土矿物含量越多,渗透系数越低、透水性越差。原状土被扰动重塑后微结构破坏,渗透性大大降低。宁明非饱和膨胀土渗透系数随着含水量减少(基质吸力增大)而急剧减小,渗透系数与含水量之间可以用指数函数拟合。     

膨胀土中桩的荷载传递模型试验研究

通过室内模型静载实验，研究和分析了不同荷载下的膨胀土地基中桩的荷载传递特点、桩侧摩阻力和桩端阻力的变化以及二者的荷载分担比例关系等。试验表明：膨胀土中桩的静载试验所得到的P-s曲线存在明显的拐点；桩身轴力随桩顶荷载的增加在桩身中部以上迅速递减，且桩身轴力增加与桩顶荷载增加几乎呈线性关系，桩中部以下几乎变化很小；该模型桩的荷栽传递是以侧摩阻力为主的；桩侧摩阻力和桩端阻力均随桩顶荷载的增加也呈近似线性关系，但桩侧摩阻力和端阻力在荷载分担比方面存在一个极值。     

钢渣和石灰改良膨胀土的工程特性研究

在天然膨胀土中添加钢渣和石灰以改良工程性质。对改良后膨胀土进行界限含水率、压实性、膨胀性以及承载比试验,研究钢渣和石灰作为添加剂对膨胀土工程特性的影响。结果表明,随着钢渣/石灰掺量的增加,液限、塑限等界限含水率降低,最优含水率下降而最大干密度增加;掺钢渣和石灰后,改良土的膨胀性能显著降低,承载比明显增加。相同条件下,钢渣对膨胀土工程特性的改良作用优于石灰,而两者结合使用时效果更佳。这是由于钢渣除了与膨胀土发生离子交换,产生絮凝作用外,还可生产C-S-H等胶凝物质,加入石灰可以激发钢渣胶凝物质的反应。     

膨胀土中桩的荷载传递模型试验研究

通过室内模型静载实验,研究和分析了不同荷载下的膨胀土地基中桩的荷载传递特点、桩侧摩阻力和桩端阻力的变化以及二者的荷载分担比例关系等。试验表明:膨胀土中桩的静载试验所得到的P-s曲线存在明显的拐点;桩身轴力随桩顶荷载的增加在桩身中部以上迅速递减,且桩身轴力增加与桩顶荷载增加几乎呈线性关系,桩中部以下几乎变化很小;该模型桩的荷载传递是以侧摩阻力为主的;桩侧摩阻力和桩端阻力均随桩顶荷载的增加也呈近似线性关系,但桩侧摩阻力和端阻力在荷载分担比方面存在一个极值。     

膨胀土增湿变形特性的试验研究

为研究膨胀土的增湿变形特性,应用室内试验手段,以西安-汉中高速公路穿越膨胀土路段为依托工程,对膨胀土的增湿变形特性与初始含水量、初始干密度及荷载水平的相关关系进行了研究,实验结果表明:对于干密度一定的原状膨胀土,天然含水量越大,增湿至饱和时膨胀变形量越小.土样干密度越大,含水量变化导致的增湿膨胀变形越大,增湿变形的水敏性越强.对于天然含水量一定的膨胀土土样,增湿膨胀变形随干密度的增大而增大,这一规律对低含水量膨胀土尤为显著.膨胀土天然含水量越小,增湿变形对干密度变化的敏感性越强.当荷载比较小时,荷载对增湿膨胀变形的约束作用(膨胀变性减小)最为显著,随着荷载增加,荷载对增湿膨胀变形的约束作用逐渐减弱.重塑膨胀土和原状膨胀土具有相同的增湿变形规律,但重塑土的增湿膨胀变形量明显大于原状土.     

膨胀土湿化变形特性的试验研究

膨胀土湿化变形的一维试验问题早已解决 ,而在实际复杂应力状态下 ,土的膨胀必然是多维 ,而且各向的膨胀量也不同。文章通过应用控制式对称三轴压缩仪进行膨胀土的三维湿化变形测试 ,研究运用膨胀土筑坝时土体的湿化变形特性 ,提出相应的治理对策