基于PCA-BPNN的膨胀土自由膨胀率预测

为了准确地对膨胀土进行分类,将主成分分析方法（PCA）和BP神经网络方法（BPNN）相结合,进行膨胀土自由膨胀率预测研究。首先,对影响自由膨胀率的几个物性指标数据进行主成分分析,得到主成分数据序列;然后,根据主成分数据序列建立输入样本并应用BP神经网络进行训练,得到PCA-BPNN预测结果,从而预测自由膨胀率。采用南阳膨胀土数据进行实例分析,结果表明,该模型比单一BP神经网络预测方法的效果更好。     

启培抗疏力改良膨胀土的自由膨胀率试验研究

膨胀土是一种广范分布的,具有遇水膨胀、失水收缩的特殊性黏土,其特殊性质使其成为困扰工程建设的世界性技术难题。本文用启培抗疏力处理剂在试验室进行膨胀土的自由膨胀率试验研究,试验发现启培抗疏力可有效降低膨胀土的自由膨胀率,在加入2%、5%、15%时,可分别使低、中、高膨胀性膨胀土降到无膨胀性,表明启培抗疏力对于膨胀土的膨胀性抑制作用明显,可用于工程中膨胀土的抗膨胀处理。     

水泥改性膨胀土干密度与自由膨胀率试验研究

掺加一定比例的水泥对膨胀土进行改性是目前处理膨胀土的主要方法之一,通过在南水北调中线一期工程总干渠膨胀土试验段工程（南阳段）施工现场进行室内不同水泥掺量比的系列试验,研究不同水泥掺量、击实试验前后掺加水泥的膨胀土放置时间对水泥改性土干密度、自由膨胀率的影响,用以更好的指导工程施工。试验表明,随着水泥掺量的增大,水泥改性土的最大干密度逐渐减小;随着水泥改性土放置时间的增长,自由膨胀率逐渐变小并最终趋于稳定,水泥对膨胀土膨胀性的改良是一个渐进的、长时间的过程。     

水泥改性膨胀土干密度与自由膨胀率试验研究

掺加一定比例的水泥对膨胀土进行改性是目前处理膨胀土的主要方法之一,通过在南水北调中线一期工程总干渠膨胀土试验段工程(南阳段)施工现场进行室内不同水泥掺量比的系列试验,研究不同水泥掺量、击实试验前后掺加水泥的膨胀土放置时间对水泥改性土干密度、自由膨胀率的影响,用以更好的指导工程施工。试验表明,随着水泥掺量的增大,水泥改性土的最大干密度逐渐减小;随着水泥改性土放置时间的增长,自由膨胀率逐渐变小并最终趋于稳定,水泥对膨胀土膨胀性的改良是一个渐进的、长时间的过程。     

膨胀土自膨胀率预测中的两种分析方法

通过建立一种模型对自由膨胀率进行预测.膨胀土自由膨胀率预测分两个阶段:①合理选择判别指标;②用选取的指标建模.人工神经网络具有高度的非线性映射能力,通过样本的学习,实现输入与输出之间的非线性映射.然样本指标的选择会影响神经网络的学习能力,从而影响最后结果预测的准确有效性.通过结合南水北调东线一期工程-刘老涧站土样作样本,采用回归分析选取最优判别指标及采用BP神经网络预测膨胀趋势相结合,比单纯采用BP神经网络或回归分析结果更准确,具有可推广性.     

水泥改性膨胀土膨胀率试验研究

为探讨水泥改性膨胀土的膨胀率的影响因素,文中采用击实、滴定等室内试验方法测得水泥改性膨胀土的膨胀率,在大量试验的基础上,对各种因素对水泥改性膨胀土膨胀率的影响进行详细分析,结果表明,增加适量的水泥对减小膨胀土的膨胀特性,改善土体结构,节约投资和指导施工具有重要的意义。     

风化砂改良膨胀土膨胀特性试验研究

结合湖北省宜昌市小溪塔至鸦鹊岭一级公路改建工程及风化砂改良膨胀土路基施工项目,对膨胀土掺入不同比例的风化砂配制试件,进行自由膨胀率、无荷膨胀率、25 kPa和50 kPa有荷膨胀率以及膨胀力的试验研究,得到了不同掺砂比例下膨胀土的膨胀率和膨胀力指标。研究发现：掺砂对抑制膨胀土的膨胀是有效的,经过风化砂改良的膨胀土的自由膨胀率小于35%,达到了路基施工规范的要求。不同的掺砂量对改良膨胀土的膨胀指标有着显著的影响：当掺砂比例为10%时,自由膨胀率、膨胀力降低最为显著;当掺砂比例为40%~50%时,25 kPa有荷膨胀率的变化最为明显;掺砂比例为30%~40%,50 kPa有荷膨胀率变化的幅度最大;掺砂比例为40%时,荷载的增加对抑制膨胀性效果最明显;掺砂比例对无荷膨胀率影响很小,基本呈平缓线性变化。通过对掺砂效果的综合比较,掺砂10%能最快最经济抑制膨胀。     

粒径对膨胀土无荷膨胀率的影响研究

为了研究粒径大小对重塑土无荷膨胀率试验结果的影响,在符合现有规范的试验条件下,将某地基泥岩碾碎成1~2 mm、0.1~1 mm、0.1 mm的三种不同粒径,进行不同比例组合搭配的重塑土无荷膨胀率试验。试验结果表明:不同粒径大小的膨胀土样的无荷膨胀率试验结果有很大差异,并且不同粒径组合下的无荷膨胀率试验结果呈正态分布趋势,且峰值处的无荷膨胀率值为该重塑土稳定、可靠的无荷膨胀率值,无荷膨胀率试验结果接近峰值处无荷膨胀率值的粒径级配为该重塑土的最佳级配。经过分析得到使重塑土无荷膨胀率结果稳定、可靠的粒径级配是1~2 mm、0.1~1 mm、0.1 mm的土粒质量比为0∶100∶0,即使重塑土无荷膨胀率试验结果稳定可靠的粒径范围为0.1~1 mm。在该粒径范围内的重塑土无荷膨胀率试验结果最为真实、准确。     

基于MICP技术改良的膨胀土膨胀特性试验研究

为了探究微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术改良膨胀土膨胀特性的效果和作用机理,利用产脲酶菌CGMCC 1.368 7,开展了MICP拌和法处理膨胀土的膨胀特性试验。通过正交试验研究了反应液配比和Ca²⁺浓度对MICP拌和法处理膨胀土自由膨胀率、无荷膨胀率、CaCO₃百分生成量的影响及其变化规律,揭示了MICP改良膨胀土的微观机理。结果表明:经MICP拌和法处理后,膨胀土的膨胀特性得到显著改善;当反应液配比为1∶1、Ca²⁺浓度为2.0 mol/L时,膨胀土自由膨胀率最大降低了44.4%;当反应液配比为1∶3、Ca²⁺浓度为2.0 mol/L时,体膨胀率减小了92.2%,膨胀含水率降低了24.9%。MICP技术通过胶结土颗粒、充填土体孔隙和离子置换作用,降低膨胀土颗粒的亲水性,减小土颗粒间的排斥作用,减弱膨胀土的膨胀势。研究成果验证了基于MICP技术拌和法改良膨胀土膨胀特性的可行性。     

低黏土矿物含量泥岩的自由膨胀率试验研究

针对现有规范中自由膨胀率试验方法存在的不足之处,为了在规范基础之上得到更为精准且具有代表性的自由膨胀率试验结果,在满足规范试验要求的基础之上,将某工程地基中的低黏土矿物泥岩碾碎,把0.5~0.25 mm、0.25~0.1 mm、0.1 mm三种粒径范围的碾碎泥岩按照不同的质量比例组合搭配完成自由膨胀率试验。结果表明:对于同一种土样,依据规范完成的自由膨胀率试验可能会因为试验人员、操作过程等原因导致级配不同,进而出现千差万别的试验结果,且结果符合正态分布。通过分析建议使用以上三种粒径范围质量比为60∶40∶0、40∶20∶40、20∶20∶60的级配进行自由膨胀率试验。验证发现,建议级配的试验结果能够与各指标更加同步、准确地判别膨胀土。试验成果可为进一步完善工程地质相关规范提供借鉴。     

南水北调中线工程膨胀土初步判定试验研究

膨胀土作为一种特殊土,其胀缩特性所带来的危害受到工程界普遍关注。自由膨胀率是反映粘性土的膨胀性的指标之一,对初步判定膨胀土有较大参考价值。该文主要以南水北调中线一期工程总干渠河北邯郸段所取膨胀土样为例,通过室内试验,得到了膨胀土自由膨胀率,从而为膨胀土的初步判定提供依据。     

土质改良法改性膨胀土试验研究

膨胀土作为一种区域性特殊土,它含有大量的亲水矿物,在湿度变化时发生较大体积变化,当其变形受到约束时可产生较大的内应力,土的不良工程性质会对路基和边坡造成严重破坏,目前国内外对膨胀上作过很多处治方法的研究,文章采用土质改良法,即向膨胀土中掺入不同比例的非膨胀土,并对混掺后的改良土进行了一系列的室内试验研究,得到不同配合比改良土的物理、力学指标,通过对其数据的比较与分析,找到符合工程技术要求且经济的改良方案和掺量。     

基于BP神经网络土体自由膨胀率的模拟研究

土体的膨胀性与其物理力学指标有着密切关系,但它们的关系是非线性的、复杂的,难以用传统的方法进行模拟.BP神经网络以其良好的非线性映射能力而成为应用最广泛的一种神经网络模型.结合南水北调中线工程,取南阳地区土样作样本,以BP神经网络模拟土体自由膨胀率与物理力学指标的关系.模拟计算结果与试验值基本吻合,精度较高.对于没有做土膨胀试验的地区,可以将土样物理力学指标输入训练好的BP神经网络,以判别土样是否为膨胀土.     

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,选取南水北调中线工程南阳中膨胀土,对击实样进行了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初始含水率、压实度、上覆荷载与膨胀特性的规律关系.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的抑制膨胀土的膨胀;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,当荷载不大于25 kPa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,当荷载大于25 kPa时,则相反.     

南水北调渠道工程焦作段弱膨胀土改良研究

针对南水北调中线焦作2段渠道弱膨胀土能否作为堤身填料这一问题,通过控制初始含水率、干密度对重塑弱膨胀土进行了室内试验研究,研究表明:随着干密度的增加,土体的抗剪强度增大,压缩性降低,膨胀性增强,随着初始含水量的提高,土的抗剪强度减小,压缩性增大,膨胀率减小。讨论了非膨胀土包盖和掺入非膨胀土改良、水泥改性弱膨胀土胀缩性可行性。     

新疆膨胀岩、土的工程地质问题探讨

本文结合新疆水利工程建设实践,对新疆膨胀岩土的判别、分类、膨胀性进行阐述,对膨胀岩、土对渠道和隧洞形成的危害进行了分析,并提出了相应的处理措施。     

河北磁县膨胀岩（土）现场鉴别方法研究

南水北调中线工程河北省磁县段广泛分布的上第三系中新统(N1)地层中大部分黏土岩具有膨胀性,强、中、弱、非膨胀岩(土)交错分布,可与其他地区膨胀岩(土)进行对比研究。通过野外鉴别与室内试验数据判别,对研究区膨胀岩(土)各指标之间的相关关系进行分析,总结了从颜色、结构构造、裂隙发育特点等宏观工程地质特征,得出了膨胀岩(土)膨胀等级的野外快速鉴别方法。研究结果对工程处理方法选择、施工开挖、野外施工地质工作都有积极意义。     

对膨胀土规范在应用中的几点思考

膨胀性岩土具有特殊的成分、结构和工程地质性质。本文通过对南水北调中线工程膨胀性岩土试验资料的整理,提出了对岩土膨胀性认识的不同,指出了膨胀土规范存在的争议部分,为地质人员提供了一个学习、讨论的平台。     

KCl溶液对膨胀土膨胀特性影响试验研究

通过自由膨胀率、无荷膨胀率、有荷膨胀率试验对比分析了KCl溶液对合肥地区膨胀土膨胀特性的影响。试验结果表明:不同浓度的KCl溶液均可以降低土样的膨胀率;自由膨胀率试验中,浓度为7%的KCl溶液的抑制膨胀作用最强,溶液浓度提高至10%后,膨胀率又略有增大;无荷膨胀率试验中,KCl溶液改变了土样的膨胀时程特征,缩短了膨胀稳定的时间;有荷膨胀率试验中,初始含水率与上部荷载是影响膨胀率的重要因素,膨胀率随溶液浓度的增大而降低,有荷膨胀率与上部荷载的对数成线性关系。根据试验现象,分析了K~+抑制膨胀土膨胀的机理。     

南阳压实膨胀土膨胀变形规律研究

以南水北调中线一期工程南阳陶岔-沙河南渠段中等膨胀土为研究对象,对压实膨胀土的膨胀变形进行了研究探讨,并对不同初始含水率、压实度和上部荷载的线胀率进行了拟合分析,得到压实膨胀土在有侧限约束条件下的有荷膨胀率与上部荷载之间呈半对数关系,在此基础上,提出了同时考虑压实度、含水率和上部荷载的拟合方程,并可用此方程对实际工程的膨胀变形量进行简单计算.结果表明:用一定厚度的非膨胀土填盖中等膨胀土渠坡,可以有效抑制渠坡的膨胀变形.