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.     

干湿循环对膨胀土变形指标的影响

对经历室内干湿循环后的膨胀土进行胀缩性试验,研究了胀缩变形指标的变化规律,结果表明：除缩限外,其余胀缩性指标随干湿循环次数的增加发生衰减,前1～3次循环时衰减速度较快,此后逐渐趋于一稳定值,循环次数与胀缩性指标可用指数关系拟合,缩限在干湿循环过程中不发生变化。     

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。     

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。     

路基膨胀土特性及其对路面破坏的影响分析

针对广西平百公路田阳县境内K1516~K1531路段路面破坏特别严重的现象,在该路段8处路面损坏程度不同的位置取路基土进行试验,找出了该路段路基土绝大部分为膨胀土,以及不同类别膨胀土的变形规律.在此基础上,用计算示例分析说明:在相同的材料和施工条件下,该路段路面之所以破坏严重,是由于路基内膨胀土受外界气候影响产生不均匀的反复胀缩变形引起的;且一般是路基内膨胀土的胀缩性越强,与其对应的路面损坏就越严重.文章的分析结果为该路段路面的改造治理提供了理论基础.     

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 .     

膨胀土浸水三向变形研究

讨论了在三向应力状态作用下，膨胀土在不同初始含水量条件下的三向变形特征，以及各种因素对它们的影响，通过分析讨论，揭示了这种变形机理，为今后探讨了在各种随机变化场情况下膨胀土的变形，提出了一种必要的作用。     

膨胀土浸水三向变形研究

讨论了在三向应力状态作用下，膨胀土在不同初始含水量条件下的三向变形特征，以及各种因素对它们的影响．通过分析讨论，揭示了这种变形机理，为今后探讨在各种随机变化场情况下膨胀土的变形，提供了一种必要的途径．     

非饱和膨胀土渗透性室内模拟试验

以广西南宁强膨胀土为实验对象,对比分析了膨胀土室内渗透试验结果和土体裂隙性指标。结果表明:土样初始渗透系数与表面裂隙率之间具有较好的相关性,其相关关系可以反映土体表层裂隙的发育情况;而在渗透试验中,当渗透系数收敛到1E-6 m/s时所用的时间,可定义为裂隙闭合时间,这一时间数据与土样表面裂隙率表现出较好的相关性。其关系可以从侧面反映出现场场地大气剧烈影响深度范围内的膨胀土裂隙开展状态。分析表明:渗透试验的方法可以间接描述膨胀土的裂隙发育。     

用过湿土填筑路基后的非饱和渗流分析

采用非饱和渗流分析法计算过湿土填筑路堤后含水量的变化转移规律,得到了不同排水结构过湿土路堤的含水量分布和变化规律,为过湿土填筑路堤提供了一定的依据。     

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。     

一种放线菌对膨胀土工程性质的影响试验

从膨胀土的胀缩性和改性机理出发,采用摇管分离法和混合平板法从农田土壤和膨胀土中分离出对膨胀土胀缩性改良效果较好的菌株Aq,并制成菌剂。利用直接剪切试验和胀缩性试验,对接人菌剂A。并经不同时间培养的膨胀土进行胀缩性指标和强度指标测试。结果表明,加入菌剂A,后膨胀土的粘聚力小于原土,内摩擦角则大于原土,但二者均随培养时间的延长而增长,30天后粘聚力可恢复至原土的粘聚力值;经标准培养30天后膨胀土的胀缩性较原膨胀土显著降低,胀缩总率由9．45％降低至3．35％,降幅达65％。X射线衍射分析发现,在微生物作用下膨胀土的矿物成分并没有大的变化,但从SEM图可以清楚看出,微生物作用引起了膨胀土微细观结构的变异。     

非饱和土渗流变形耦合的数值分析

基于一维非饱和土的渗流-变形控制方程,采用Flex PDE（Partial differential equation）软件对该耦合方程组进行求解分析。该方法突破了解析法对非饱和土导水系数函数的特殊限定,适用于任意的土-水特征曲线表达式;还可考虑到饱和时的渗透系数以及孔隙率是变量。与解析解相比,该数值解表现较高的精度,具有解决非饱和土耦合问题的可行性。计算分析表明,非饱和土渗流-变形耦合作用对暂态孔隙水压力分布产生重要的影响,在降雨入渗过程中需考虑土体渗流-变形耦合的影响。降雨初期,位移随着时间明显增大,地表出现下沉,考虑耦合效应的孔隙水压力慢于非耦合情况,原因是H值为正的。随着降雨持续时间的增大,地表下沉的速度减缓,到最后变形开始稳定。位移的变化快慢与孔隙水压力变化规律相同。地表沉降量还与初始孔隙水压力分布以及H值密切相关。饱和时的渗透系数以及孔隙率对非饱和土降雨入渗以及稳态流的分布产生影响,但对其地表变形产生的影响微弱。     

BP神经网络在膨胀土膨胀力预测中的应用

目前膨胀土膨胀力的测试工序烦琐、方法复杂,有时候测试相当困难,不同的初始条件有不同的测试结果;通过引进BP网络进行膨胀土膨胀力的预测,结果证实该方法的有效性,可以应用到相同类型的膨胀土膨胀力的预测过程中去.     

考虑次生裂隙结构面发育条件下的膨胀土边坡稳定分析

次生裂隙结构面发育是导致膨胀土边坡失稳的主要原因之一,一旦其发育并在坡体吸水膨胀的作用下将普遍导致边坡沿结构面的滑坍破坏。以＂南友＂高速公路宁明段膨胀土路堑边坡稳定分析为实例,重点考虑裂隙结构面的强度因素,采用ANSYS软件的热-力耦合计算功能模拟边坡的降雨入渗以及产生的膨胀力并采用有限元强度折减法对不同条件下边坡的安全系数进行大量计算,发现了一定的规律。次生裂隙面发育后的边坡安全系数较低,有效处治是必要的。