初始含水率与膨胀土力学特性关系的分析研究

通过室内试验模拟现场施工条件,采用干法重型击实试验,制备7组不同初始含水率的土样,分析膨胀力、膨胀率、终止吸水率随着初始含水率的不同而呈现的变化趋势;利用Origin7.5数值软件,进一步对膨胀力与初始含水率、膨胀率与初始含水率、终止吸水率与初始含水率进行线性拟合和S曲线拟合。数据结果证明:随着初始含水率的增加,膨胀力、膨胀率及终止吸水率呈现降低趋势;该区域膨胀土在吸水率达到5%左右时,土体可达到胀限含水率,促使土体膨胀稳定;三者的S曲线拟合均优于线性拟合结果,在S曲线拟合中,通过对Chi^/DoF值和R2值的综合考虑,探索出三者分别与初始含水率之间的最佳拟合关系即为指数函数关系。     

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.     

石灰-粉煤灰改良汉中膨胀土试验研究

通过对膨胀土掺和石灰一煤粉灰进行改性试验,研究了汉中膨胀土改性前后胀缩性、强度等性能的变化,得到了膨胀土掺和石灰一粉煤灰进行改良的最佳掺量为质量分数石灰8％,粉煤灰16％,将为汉中膨胀土治理提供参考。     

初始含水率对风化砂改良膨胀土膨胀力影响

膨胀力是反应膨胀潜势的重要指标之一,选取湖北宜昌小溪塔至鸦鹊岭一级公路改建工程K25+000段膨胀土,对其进行掺风化砂改良处理,在对不同风化砂掺量下的膨胀土进行基本胀缩试验的同时,深入探究了初始含水率对风化砂改良膨胀土膨胀力的大小以及增长速度的影响.试验研究结果表明,掺入风化砂后,膨胀土的各项胀缩指标均有明显改善,且均能达到路基填料的标准;在同一风化砂掺量下,随着初始含水率的增加膨胀力逐渐降低,且膨胀力可以用初始含水率的幂函数很好地描述,两者相关性较好;初始含水率越低土样所具有的的膨胀潜势及膨胀力越大,膨胀力随时间的变化曲线越陡,浸水后改良膨胀土的膨胀力的增长主要集中在1h以内,稳定速度较快;综合考虑经济性以及初始含水率和风化砂掺量对膨胀力大小的影响,建议将风化砂掺量控制在30%~40%,初始含水率控制在略大于最佳含水率1%~2%内,此时对膨胀力的抑制效果较好.     

公路路基膨胀土石灰改性试验研究

膨胀土是一种特殊性质的土,不同的掺灰率对膨胀土性质的改变也不同.通过对膨胀土的石灰改良试验研究,对比分析了膨胀土改良后的含水量、CBR等指标与不同掺灰率之间的关系,确定了膨胀土的最佳掺灰率,试验结果对同类工程具有参考意义.     

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。     

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。     

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。     

石灰改性汉中膨胀土试验研究

试验以石灰作为外掺料,对汉中中、强两种膨胀土进行了以界限含水量、自由膨胀率和强度等为指标的改性对比试验。试验表明：在不同掺灰剂量、不同龄期作用下,石灰对强膨胀土界限含水量的改性效果相对明显,其改性效果存在一个限值。掺灰量在6%左右时,两种膨胀土改良效果较好。在严格按照施工规范和控制技术标准进行现场掺料时,可适当缩短闷料时间。     

膨胀土路基石灰改性试验研究

在膨胀土路基及其掺灰改性后的室内试验的基础上,对土体改性前后粘粒含量、胀缩性能、界限含水量、击实性能及抗剪强度进行了分析,给出了该工程的最优掺灰率,并指出通过粘粒含量、自由膨胀率及界限含水量试验可方便快捷地得出膨胀土体改性的最优掺灰率.     

膨胀土微结构对膨胀行为的影响

评估膨胀土的膨胀行为对于膨胀土地区的结构设计十分重要。因降雨入渗,膨胀土在垂直方向和水平方向均产生膨胀变形,当膨胀变形受抑制时将产生膨胀压力,影响其周围结构的稳定性。为揭示膨胀土在增湿膨胀过程中出现各向异性的原因,从微观角度出发,通过电镜扫描(SEM)对百色中膨胀土和枝江弱膨胀土的微观结构进行观察,并通过图像处理技术统计分析膨胀土内黏土矿物颗粒的层状排列。通过研发的二维膨胀仪和改进的试件制备方法,从宏观角度测得了侧限条件下的两向膨胀规律。研究结果表明,膨胀土的微观结构呈片状且面-面相叠;当膨胀土处于天然松散状态时,其内部的黏土矿物颗粒随机定向排列且集聚;压实后,因受各向不均等应力作用,黏土矿物颗粒开始趋向于水平层状排列;干密度越大,土样越密实,其水平层状排列越显著。侧限条件下,两向的膨胀规律表现出显著的差异,干密度越大,膨胀性越强,这种差异就越明显。然而,对黏土矿物颗粒来说,其膨胀的方向垂直于其长轴,高度的水平定向是造成膨胀土在宏观上表现出膨胀各向异性的原因,这种两向的膨胀差异受到干密度和膨胀性的影响,难以做出预测,建议在工程实践中实测两向的膨胀规律。     

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.     

皖西膨胀土标准吸湿含水率特征

以周集-六安高速公路为工程背景,探讨标准吸湿含水率在皖西膨胀土判别和分类中的适用性,以及与其他判别指标的相关性.研究表明,标准吸湿含水率和塑性指数在膨胀土的判别上较为一致,但按自由膨胀率判别的膨胀潜势整体较弱,说明新公路规范推荐的判别与分类标准不适用于皖西膨胀土;标准吸湿含水率与液限、塑性指数、自由膨胀率和胶粒含量等判别指标具有一定的相关性,决定系数达0.50～0.73,在一定程度上反映了膨胀土的本质属性,可作为辅助判别指标.     

合蚌客运专线站前二标改良膨胀土击实试验研究

针对膨胀土工程特性,进行了不同掺灰率情况下改良土的击实试验,绘制出相同压实功条件下的击实曲线,探寻到该区域改良土在达到最优干密度时所对应的最佳掺灰率;通过数值拟合分析,掺灰率与最大干密度具有良好的负线性关系,掺灰率与最优含水率之间具有较好的指数关系。     

膨胀土湿化变形试验研究

通过对膨胀土湿化变形的反复试验 ,分析了不同应力水平下的湿化变形试验全过程中应力 -应变曲线和体变 -轴向应变曲线以及湿化后的抗剪强度 ,其成果对工程实际具有重要的参考价值 .     

风化细砂改良膨胀土胀缩特性室内试验研究

针对目前膨胀土化学改良方法存在的缺陷,提出了一种采用风化细砂对膨胀土胀缩特性进行物理改良的方法．通过在膨胀土中掺入不同比例的风化细砂,并进行膨胀试验和收缩试验,研究不同掺砂比例对膨胀土的膨胀和收缩指标的影响．通过对不同比例掺砂膨胀土的胀缩特性数据分析发现,随着掺砂比例的增加,膨胀和收缩指标减小．当掺入风化细砂的比例达到10％时,对胀缩指标影响最显著,且胀缩总率为0．67％,自由膨胀率为31％,达到路基填料的标准．综合经济性和实用性考虑,最佳掺风化砂比例为10％．