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。     

南宁地区非饱和残积黏土持水性试验

采用压力板法（吸力范围０～１.５ＭＰａ）、滤纸法（０～４０ＭＰａ）和盐溶液蒸汽平衡法（吸力范围３～３６８ＭＰａ）３种方法,对南宁地区残积黏土进行土－水特性试验,获得全吸力范围内的土－水特征曲线。试验结果表明：压实试样初始干密度１.２５ｇ／ｃｍ^３的进气值为１０ｋＰａ,当吸力大于进气值点后,土体由饱和状态进入非饱和状态;土体持水量随着吸力的增加而减小,失水后试样发生收缩变形,考虑土体体积变化后的土－水特征曲线,更能反应其真实持水性,当吸力为３６７ＭＰａ时,试样含水量为０.７６％,可认为当吸力增加至１０^６ｋＰａ后,土体持水量趋于０。     

土水特征曲线为直线的非饱和土一维固结计算

基于Bishop有效应力原理,将土水特征曲线与固结方程相结合,提出土水特征曲线为简单直线型的非饱和土一维固结的计算方法.假定土体固结分为2个阶段:第一阶段为不排水、不排气阶段,土体的变形只是因为气体压缩所引起的;第二阶段为排水、排气阶段,土体的变形是因为孔隙水和孔隙气的排出而引起的.在此过程的基础上,建立并求解非饱和土一维固结方程,分析影响非饱和土一维固结的因素.影响非饱和土一维固结速率的最重要因素是孔隙流体的渗流路径.在相同边界条件下,非饱和土固结过程与饱和土固结过程中孔隙流体压力沿深度的分布随时间的变化规律相同.     

膨胀土一维湿化变形时效特性的半经验法研究

为探索膨胀土渗透作用下湿化变形时间效应的预测方法,设计一系列具有一定初始含水率和干密度的标准环刀试样的一维吸水膨胀试验,对试样的膨胀变形随时间变化规律进行分析.采用室内试验、数据统计分析与有限单元法相结合,理论计算出膨胀土的吸水膨胀率随时间的变化关系.室内无荷载膨胀试验获取了隆起量随时间的变化规律;将滤纸法获得的膨胀土的土-水特征曲线,应用于有限元分析软件中,获得了试样渗透吸水过程中体积含水率随时间的变化规律;最后将试验获得的膨胀率-过程含水率的理论与体积含水率随时间变化的数值模拟结果相结合,获得了土体隆起变形随时间变化的理论预测曲线.研究结果表明:半经验公式获得的隆起量-时间关系与试验数据基本一致;结合已有研究验证该半经验方法的准确度,结果得到的膨胀量随时间变化的计算结果与实测相同,说明本文提出的半经验计算方法具有良好的应用前景,可用于膨胀土的一维隆起预测.     

初始含水率和干密度对膨胀土膨胀力影响的试验研究

不同地区的膨胀土在特定条件下的力学特性具有一定的地域性。试验采用恒体积法测量膨胀土的膨胀力,且用核磁共振技术测量膨胀力稳定后试样的孔隙结构,分析不同初始含水率和干密度对宁明膨胀土膨胀力的影响。结果表明：在中、低干密度状态下,宁明膨胀土的膨胀力随时间的变化呈现快速增长、趋于稳定、缓慢增长、稳定状态4个阶段;在高干密度状态下,宁明膨胀土的膨胀力先快速增长,然后增长速率越来越慢,最终达到稳定状态;用蒸馏水配制土样的初始含水率时,宁明膨胀土的初始含水率越高、干密度越大,配土过程中膨胀能释放越多;孔隙大小直接影响水分子进入土体内部的效率,进而影响膨胀力稳定的时间。     

膨胀土路基CBR值的达标研究

采用生石灰和熟石灰时孝襄公路路基膨胀土进行改良处理，以提高路基承载能力，试验结果表明，掺加4％～7％的生石灰或者熟石灰，可以大大改善中型或弱型膨胀土的路用性能。改良后的膨胀土的CBR值达到了8％以上，最高达到70％以上，满足了路面设计对路基土的质量要求。     

南宁非饱和膨胀土压缩蠕变特性试验研究

针对广西南宁膨胀土进行了系列室内试验研究,探讨了非饱和膨胀土非线性流变特性.试验结果表明:分级加载试验及考虑预压荷载的压缩试验中应变-时间曲线有相同的趋势,在小应力时,土体呈现一定的线性变形,在较大应力时土体变形曲线均可拟合成对数形式.通过实验,蠕变曲线可以拟合成Bu体模型,并能得出其本构方程和蠕变方程.     

非饱和土基质吸力测试技术的分析与实践

非饱和土力学是目前岩土力学研究的热点和难点,土水特征曲线体现了非饱和土体的持水能力,它是非饱和土力学研究的核心问题之一。现场试验和室内试验通常针对非饱和土的基质吸力进行测试,从而获得有效的土水特征曲线。基质吸力的测试方法很多,主要包括张力计法、滤纸法、热传导探头法、渗析法、时域反射计法、压力板仪法等。着重对使用较为广泛的张力计法、滤纸法、时域反射计法、压力板仪法、热传导探头法进行归纳介绍及实践应用分析。     

临沂膨胀土的工程特征分析

临沂膨胀土分布广泛,常常导致建(构)筑物的开裂破坏,如何正确认识膨胀土,是该地区亟待解决的重要课题.通过对临沂市自然地质条件、膨胀土的微观及宏观地质特征分析,提出了临沂膨胀土的地质成因为河流冲积的有力证据.在X射线衍射、X荧光分析、扫描电镜观察以及大量土工试验的基础上,对膨胀土的物质成份、微观结构以及工程特征进行了系统的研究.     

膨胀土挖方渠坡的有限元分析

按照邓肯(Duncan)提出的释放荷载理论,采用有限元法对膨胀土挖方渠道开挖后的短期性状进行了模拟分析。探讨了各种因素的影响、抗滑桩等的作用机理以及施工程序的影响。并根据膨胀土渠坡实测软化区开展范围,研究了它的长期稳定性。     

冻融循环下非饱和膨胀土一维土柱模型试验研究

通过一维土柱模型对非饱和膨胀土进行冻融循环试验,分析了冻融循环过程中不同深度处温湿度、土压力、孔隙水压力和竖向位移的变化规律.试验结果表明:(1)土体在冻结过程中温度可分为过冷、跳跃、恒定、递降和稳定5个不同的变化阶段,存在明显跳跃点和冻结点,而升温过程并无明显的过热或突变现象出现.(2)冻结过程中,未冻水含量随温度下...     

两种非饱和原状土的持水曲线及孔径分布

分别用轴平移技术和蒸汽平衡技术对原状黄土和红土施加低吸力（s ≤ 1.5 MPa）和高吸力（s ＞ 1.5MPa）,量测土体在不同吸力下的含水率和孔隙比,得到两种土体在广吸力范围内的持水曲线与基本参数(进气值、残余吸力值和过渡段曲线斜率 )。开展土体孔径分布测定试验,揭示两种土体的水力特性存在明显差异的微观机理。最后,基于土体脱湿过程与汞压入过程基本一致的原理,利用孔径分布曲线对土体的持水曲线进行预测。研究结果表明：①黄土持水曲线的过渡段由 3 段不同斜率的直线所构成,为双峰型持水曲线。红土持水曲线的过渡段由单一斜率线段构成,为单峰型持水曲线;②黄土的孔径分布曲线为双峰孔径结构,且大孔径集中分布的峰值大于小孔径集中分布的峰值。红土的孔径分布曲线为单峰孔径结构,且孔径在设备的可探测范围内均有一定量的分布;③利用孔径分布曲线预测的含水率与吸力关系与实测结果基本吻合,表明孔径分布曲线可较为有效预测土体的持水特性。     

土水特征曲线参数的概率统计及敏感性分析

为了研究不同类型土体的土水特征曲线（SWCC）特性,以Fredlund-Xing模型的3种模式及vanGenuehten模型的3种模式为SWCC拟合模型,以MATLAB编程语言中的3种函数为拟合方法,以UNSODA数据库中的黏土、砂土、广西膨胀土及合肥膨胀土为研究对象,对大量的基质吸力一体积含水率数据进行了曲线拟合及参数统计,分析了拟合模型与拟合方法对模型参数的影响,得到了这4类土的SWCC参数概率分布特征;提出了考虑变量间相关性时对体积含水率进行参数敏感性分析的计算公式。拟合结果表明：拟合方法对SWCC参数有一定影响;在低吸力部分,各种拟合模型的SWCC基本一致;在高吸力部分,FX2与VG2、FX3与VG3的SWCC基本一致;体积含水率对参数a的敏感性很小,对参数n与m的敏感性较大。     

重塑膨胀土膨胀力室内试验研究

为了进一步研究膨胀土膨胀力的发展规律,采用平衡加荷法研究南京膨胀土竖向膨胀力随时间、初始含水率、干密度的变化规律。试验结果表明:膨胀土试样初始含水率越小、干密度越大,膨胀速率越快;同一干密度的膨胀土试样随着含水率的增加,膨胀力不断下降,膨胀土试样的膨胀力与含水率基本呈线性关系;同一含水率的膨胀土试样的膨胀力随干密度的增大而增大,膨胀土试样的膨胀力与干密度基本呈幂指函数关系。     

膨胀土固化剂的研究

以石灰为主要成分，通过掺入其它工业废渣类辅助胶凝材料，研制了一种高效膨胀土固化剂。对膨胀土固化剂的配比进行了优化，并对固化土的主要性质进行了研究。结果表明：经过配比优化后的固化剂固化膨胀土和普通的石灰固化土相比具有强度高，水稳性好，塑性和膨胀性低的特点，且固化效果良好。     

基于GEO-SLOPE的膨胀土路基毛细水上升分析

应用GEO-SLOPE软件模拟了立于水中的圆柱形土柱,分析了土柱中毛细水的上升高度,并做了相关的土柱试验,观测土柱中含水量变化.通过GEO-SLOPE软件的建模分析,得到了毛细水的上升高度及上升规律.此外,采用包边处理用作路基回填的膨胀土时,垫层材料的物理性质和垫层高度会影响毛细水的上升,包边层采用石灰改性膨胀土和砂层时均可以抑制毛细水的上升,但是改性土的抑制效果比砂要好.     

非饱和膨胀土水分迁移的试验研究

在等温条件下,分组对不同初始干-湿段土体含水量、不同时间间隔对非饱和膨胀土的气态水迁移和气液态水混合迁移的规律及其关系进行试验研究,揭示了其随时间的变化过程。试验结果表明,土质情况、含水量水平及含水量梯度对其有重要影响,气态水迁移量与气液混合迁移量都随含水量梯度增加而增加,与时间和位置呈复杂的非线性关系;含水量较小时,土粒对水分的吸附能力较强,致使含水量梯度较大,含水量较大时,土粒周围自由水较多,水分分布较均匀。     

非饱和膨胀土剪切强度参数对比试验研究

通过控制基质吸力的直剪和三轴试验,研究非饱和膨胀土强度参数随基质吸力的变化规律.试验结果表明:直剪和三轴试验得出的强度参数随基质吸力的变化规律基本相同,黏聚力随基质吸力的增加而增加,内摩擦角随基质吸力的增加而有所减小.非饱和土的内摩擦角并非常数,也受基质吸力大小的影响,当基质吸力小于或等于土样的进气值时,与基质吸力有关的内摩擦角保持不变,而土样内摩擦角随基质吸力的增大而减小.直剪试验得出强度参数相对三轴试验得出的强度参数偏大.     

南水北调中线工程段弱膨胀土的动力学性质研究

膨胀土在我国分布广泛,掌握膨胀土的动力学特性有重要的理论和工程意义.以南水北调中线工程禹州段弱膨胀土为研究对象,通过循环动单剪试验,研究固结压力和振动频率分别对弱膨胀土的动剪切模量和阻尼比的影响.试验结果表明:随着固结压力的增大,动剪切模量和阻尼比都增大;随着振动频率的增大,动剪切模量增大;对同一剪应变,频率愈低,阻尼比愈小,频率愈高,阻尼比愈大;随着剪应变的增加,试件的阻尼比逐渐增大.     

水泥改性膨胀土试验研究

以水泥为改性材料对中强膨胀土进行改良,对不同掺灰量膨胀土的界限含水量、自由膨胀率、击实性、抗剪强度等进行了室内试验研究。结果表明,随着水泥掺量增加,膨胀土的胀缩性显著改善。