改进的膨胀土侧限膨胀试验研究

为量测膨胀土在侧限浸水和不同上覆荷载下的竖向膨胀率和侧向膨胀力,通过改进常规侧限膨胀试验装置和方法,确保了施加上覆荷载后试样浸水前初始湿密状态不变,消除了制样产生的初始水平应力,并将侧向膨胀力从总的侧向力中区分出来。采用改进的试验装置和方法,以特定初始湿密状态下的广西百色中等膨胀土为研究对象,分别进行了常规侧限膨胀试验和改进的侧限膨胀平行性试验。试验结果表明:常规侧限膨胀试验中的上覆荷载会改变试样初始湿密状态,测得的竖向膨胀率偏小7%～95%;因制样产生的初始水平应力会使最终侧压力偏小16.1%～43.5%;分级加载和逐级卸载的改进侧限膨胀试验结果具有良好的一致性和可重复性;竖向膨胀率随着上覆荷载逐渐减小,引入相对膨胀率和相对压力,可建立反映极限膨胀状态的幂函数拟合公式;侧向膨胀力与上覆荷载相关并随之增大而逐渐增大,当上覆荷载增至竖向膨胀力时侧向膨胀力达到最大,两者之间可用双曲线较好拟合。研究成果可为膨胀模型的建立以及膨胀土地区支挡结构物设计计算提供参考。     

初始干密度对风化砂改良膨胀土有荷膨胀试验研究

本文以宜昌某一级公路改建项目路段的膨胀土为研究对象,利用普通杠杆式固结仪,通过对上覆荷载分别为25kPa和50kPa下不同初始干密度对风化砂改良膨胀土膨胀变形的系统研究,得出了不同初始干密度和掺砂比例对有荷膨胀量的影响结果。研究表明:在上覆荷载和掺砂比例一定时,改良膨胀土的有荷膨胀量随着初始干密度的增加迅速增大;在上覆荷载和初始干密度一定时,改良膨胀土的有荷膨胀量随着掺砂比例的增加先增大后减小,总体上显著增大;同时,上覆荷载为25kPa时的膨胀量与初始干密度成很好的对数关系,在路基的填筑过程中,增大上覆荷载和控制好压实度可以有效抑制膨胀土的膨胀变形。     

初始含水率对膨润土膨胀特性的影响

为了获得初始含水率对膨润土膨胀特性的影响规律,进行了不同初始含水率条件下无荷膨胀率、有荷膨胀率和膨胀力室内试验。试验结果表明:中等膨胀势膨润土在吸水饱和过程中无荷膨胀率、有荷膨胀率逐渐增大,且经历快速膨胀期、缓慢膨胀期和膨胀稳定期3个阶段。初始含水率越小,快速膨胀期历时越短,膨胀速率越快。随着初始含水率的增加,膨润土的无荷膨胀率、有荷膨胀率和膨胀力均呈减小趋势,且无荷膨胀率、有荷膨胀率线性递减,而膨胀力与初始含水率呈现良好负指数关系。     

压实膨胀土压实特性试验研究

为了探究膨胀土在压实过程中的应力状态演变规律,利用自主研制的一维压实仪,针对澳大利亚马里兰(ML)膨胀土开展一系列不同初始含水率的压实试验,分析压实过程中的吸力及变形特性。研究结果表明,土体压实系数(C_c)受初始含水量影响显著,当初始含水量小于21.4%时,C_c随初始含水量增加而增加,当初始含水量大于21.4%时,C_c保持不变。土体回弹系数(C_r)不受初始含水量影响,压实过程中吸力因"力学增湿"而不断减小,卸荷后土体吸力显著增大。初始含水量相同时,卸载后吸力增加随饱和度增大而增大。基于压实后吸力,压实平面可分为吸力不受饱和度影响与吸力随饱和度增加而增大两部分;常体积下土水特征曲线受孔隙比影响显著;最后,利用基于吸力、饱和度、平均有效应力、修正吸力、孔隙比构建的水土特征曲线及压实曲线,对压实膨胀土中吸力及体积的变化进行了预测。     

原状泥岩膨胀变形试验及计算模型研究

高铁无砟轨道对路基上拱要求极为严格,泥岩地基遇水后将导致路基上拱,进而影响到高速铁路行车的安全性。以兰新高铁一典型路基上拱地段地基泥岩为研究对象,开展了2 cm、4 cm和6 cm共3种不同高度,10 kPa、20 kPa、30 kPa、40 kPa和50 kPa共5种上覆荷载,以及5.5%、7.5%、9.5%、11.5%和13.5%共5种含水率下的膨胀变形试验。试验结果表明:原状泥岩膨胀量随吸水率增大而增大;上覆荷载对膨胀量起抑制作用,当荷载较小时,抑制作用较弱,荷载较大时抑制作用较强;原状泥岩高度越大,膨胀量越大,且膨胀量与高度不成比例增加;建立了综合考虑泥岩上覆荷载、含水率和高度耦合作用下膨胀量计算模型,模型计算结果与实测数据吻合较好,具有一定推广性。     

新建云桂铁路膨胀岩膨胀特性试验研究

膨胀岩具有遇水膨胀、软化、崩解和失水收缩、开裂等特性,一直是工程应用中的难点.通过新建云桂铁路膨胀岩的室内试验研究,分析研究了膨胀岩在不同含水率条件下的变形特征和变形过程,进一步建立了膨胀岩的修正Huder-Amberg本构变形模型;根据测定同一膨胀岩在不同含水率状态下的试验成果,分析了膨胀岩在不同含水率状态下的膨胀应...     

碎石改良膨胀土膨胀特性实验研究

掺碎石改良膨胀土在实际工程中已有应用,但常规固结仪尺寸有限,少有定量的研究。本文采用自制大型固结仪对碎石改良膨胀土进行实验研究,研究不同初始含水率和不同碎石掺量下,膨胀土的无荷膨胀率和膨胀力的变化。实验结果表明:初始含水率与碎石掺量都对改良膨胀土的效果有明显影响;碎石掺量一定的情况下,最优含水率时改良膨胀土的膨胀力、无荷膨胀率最小;初始含水率一定的情况下,随掺入碎石量的增加,膨胀力、无荷膨胀率逐渐减小,当碎石掺量超过25%时,膨胀力与膨胀率下降趋势减弱。中等强度膨胀土建议在最优含水率条件下掺碎石25%以达到较好优改良效果。     

盐碱演化环境下高压实GMZ膨润土膨胀变形特性

高放射性废物深地质处置库中,混凝土材料在地下水和辐射热的长期耦合作用下,不断衰解生成高碱性物质,进而影响高压实膨润土的膨胀变形特性,危及处置库运行安全。针对中国北山处置场地下水特征对缓冲/回填材料高压实高庙子(GMZ)膨润土变形特性的影响,分别配制北山地下水(BSW)、早期混凝土衰解液(YCW)和后期混凝土衰解液(ECW),开展了盐碱演化环境下高压实GMZ膨润土的一维膨胀变形试验,获取了初试干密度(1.50,1.60,1.70,1.80 g/cm³)和上覆荷载(0.1,0.2,0.4 MPa)对膨润土变形的影响规律。结果表明：随着BSW、YCW和ECW 3种溶液相继入渗,高压实膨润土的稳定膨胀变形率不断增加,但增加值逐渐减小;当YCW和ECW入渗时,稳定膨胀变形率的增加值随干密度增加而减小,随荷载增大而减小。基于压汞试验结果,阐明了盐碱演化环境下高压实膨润土持续膨胀的微观机理。研究成果可为中国处置库缓冲/回填材料的选择和工程屏障设计提供依据。     

膨胀土的化学改良试验研究

通过对广西南宁南友路地段膨胀土进行了化学改良试验，选用多种化学药品对膨胀土进行化学改良试验，研究了改性材料的选择及掺入的最佳百分比，其结果对类似工程有指导意义。     

新公路膨胀土判别与分类方法对皖中膨胀土的适用性研究

《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）建议的膨胀土判别与分类的新指标未经广泛验证，其适用性有待探讨，其分级标准更需广泛的试验验证。依托皖中地区在建的合肥-六安-叶集高速公路，开展该判别与分类方法的试验验证研究。开展了系统的膨胀土特性试验，对各项判别指标之间的相关性和判别结果的一致性进行研究，探讨新规范推荐标准在皖中地区膨胀土判别与分类中的适用性以及合理的分级评判标准。研究结果表明，标准吸湿含水率具有较好的分类特性，但按规范推荐标准给出的膨胀等级明显偏高；皖中膨胀土以弱偏中等膨胀土为主，自由膨胀率偏小。综合以上分析，建议皖中地区膨胀土膨胀潜势分级的界限值，按建议的分级标准，其分类结果能达到较好的一致。最后，引入小于0．002mm胶粒含量、蒙脱石含量指标进行综合判别，验证建议分类标准对于皖中地区膨胀土的适用性较好，具有一定的推广价值。     

三向应力下膨胀土含水量与膨胀率关系研究

膨胀土具有吸水膨胀的工程特性,因而通常采用的有侧限膨胀试验具有一定局限性。采用应变控制式三轴仪来实现对膨胀土试样压力的连续施加,使土样在合理的受力和吸水环境下,膨胀变形至剪切破坏;并根据相关物理性质指标转换公式,得到试样在连续性吸水过程中不同含水量与体积膨胀率的关系。改进后的三轴膨胀试验合理地模拟了膨胀土在一定埋深条件下其吸水膨胀的真实过程,科学地解决了分阶段有侧限膨胀试验不能实现同一试样吸水膨胀的连续性过程问题,试验结果更为准确,使得室内试验环境和工程实际达到较好吻合,对于研究膨胀土的力学行为具有一定的合理性和科学性。     

西北地区膨润土湿化变形特征的试验研究(英文)

通过对西北地区原生与重塑膨润土的湿化试验,研究了初始含水量、初始干密度与荷载水平对湿化变形的影响。研究表明,当初始干密度给定时,湿化变形增量随初始含水量增加而减小;当初始含水量给定时,湿化变形增量随初始干密度增加而增大。重塑膨润土也同样有此规律,但重塑膨润土的湿化变形比原生膨润土为大。     

安阳地区膨胀土改性及动力特性试验研究

对安阳地区膨胀土进行了改性试验和动力特性试验研究,改性剂采用石灰按不同的比例进行试验。通过不同石灰掺量下改性土的常规试验、强度试验和动力三轴试验研究。得出改性后的土样其工程特性和力学强度指标都有了较大幅度的提高。结合具体施工条件,石灰掺量可取6%~7%,最佳含水量取15%~18%,最大干容重取18.2kN/m3,压实度大于95%可满足工程要求。     

膨胀土强度特性的试验研究

通过试验研究了膨胀土的强度指标c、φ与含水量ω的关系,并探讨了膨胀土的强度衰减性。结果表明,膨胀土的峰值强度、稳态强度受膨胀土的含水量影响强烈,且含水量的变化对粘聚力的影响比对内摩擦角的影响要大得多。     

裂土挡土墙模型试验缓冲层设置的研究

本文通过挡土墙模型试验，测试到缓冲层的设置可降低裂土夯填造成对挡土墙过大的侧压力及裂土遇水膨胀造成对挡土墙的膨胀土压力。提出了设置缓冲层的合理厚度和配置。     

单次降温条件下硫酸盐渍土盐冻胀试验研究

为研究单次降温条件下不同压实度、含水率、含盐量对宁夏地区硫酸盐渍土盐冻胀的影响,进行了室内配置试样试验。结果表明:在单次降温条件下,该地区硫酸盐渍土的起胀温度随含盐量增加而增大。随着温度变化,盐冻胀过程表现为4个阶段:35 ℃~ 5 ℃之间属于纯盐胀阶段,5 ℃~-5 ℃之间属于调整阶段,-5 ℃~-10 ℃之间属于盐冻胀阶段,-10 ℃~-25 ℃之间属于稳定阶段。当压实度较低、且含盐量在2%以内时,盐冻胀率随含盐量增加有所增大;当含盐量超过2%后,盐冻胀率随含盐量增加呈先增大后减小发展趋势,并在含盐量5%时达到峰值。当压实度为100%时,盐冻胀率随含盐量增加而增大。当含盐量较小时,达到最优含水率时盐冻胀率较大;而随含盐量逐渐增大,盐冻胀率随含水率增加呈先减小后增大变化趋势。总体来看,压实度越高、含盐量越大、越接近土体最优含水量时,盐冻胀率也越大。该研究可为硫酸盐渍土地区的工程建设提供参考。     

石灰改性膨胀土团聚体的试验研究

采用南京下蜀土和汤山膨润土的重塑土形成大小不同的团聚体颗粒与不同含量的石灰混合,进行一系列的室内试验,得出石灰土的性质不仅与石灰含量有关还与团聚体的大小有关。膨胀土的最佳掺灰量与团聚体的大小有关,团聚体小于5mm时,最优含灰量为6%,而团聚体大于5mm时,最优含灰量应大于或等于9%。石灰土的破坏特征,对于团聚体较小的石灰土多发生剪切破坏,而团聚体大的石灰土则多发生碎裂破坏。     

膨胀土路基边坡封面土层的分析研究

膨胀土路堤边坡封面是一种保证其正常使用的工程措施.但封面土与膨胀土路堤间的界面又变为整个路堤的薄弱环节.本文综合考虑封面土稳定性以及占地指标和土方量等涉及工程造价的因素,进行相关分析,找出封面土层稳定性良好且工程造价最低的最优填筑形状.