膨胀土的承载强度特征与机制

本文对湖北襄荆高速公路膨胀土的膨胀潜势等级、含水量与干密度对其加州承载比（CBR）值的影响规律进行了系统研究，获得不同含水量范围内膨胀土CBR值和干密度与压实度的经验相关公式，发现膨胀土的CBR值随其膨胀潜势等级、含水量、压实功变化的规律，CBR峰值对应的含水量大于最佳含水量，其差值随击实功的减小而减小。这些特征与膨胀土的固有膨胀特性以及膨胀潜势等级有关。膨胀土用于路堤填筑时，含水量宜按较最佳水量稍大，并略低于塑限，干密度较最大干密度略低的标准控制，这才有利于路堤的长期稳定。     

石灰改良膨胀土的水稳定性研究

为研究石灰改良膨胀土的水稳定性,以某边坡弱膨胀土及石灰改良膨胀土为研究对象,进行了击实试验、无侧限抗压强度试验和压缩模量试验,并引用其他学者的相关土水特征曲线(SWCC)试验结果,分析了石灰改良膨胀土的水稳定特性。结果显示石灰改良膨胀土的可击实范围比素土宽,且最优含水率和最大干密度随掺灰率的增大分别线性增大和线性减小;石灰改良膨胀土经过1 d的吸湿后,无侧限抗压强度与压缩模量降低幅度最大,之后随着吸湿天数的增加,无侧限抗压强度和压缩模量降低的幅度逐渐减小,最终趋于稳定;经过1次干湿循环后,无侧限抗压强度降低幅度最大,之后随着干湿循环次数的增加,无侧限抗压强度降低幅度逐渐减小。试验后的石灰改良膨胀土强度及模量的衰减程度较素土有了较大幅度的降低,表明石灰改良土的水稳定性有了较大的改善。此外,SWCC的研究表明石灰改良膨胀土的水稳定性得到了较大幅度的提高。     

石灰与水泥改性加固膨胀土对比试验研究

为探究石灰和水泥改性两种方法加固膨胀土的效果,以蒙-华铁路三荆段为例,采用现场采样和室内试验,对膨胀土样品的颗粒分布和力学特性进行了分析,研究了两种改性加固方法不同掺和比例的加固效果,分析内摩擦角、黏聚力、剪切强度等指标的变化规律,对两种加固方案的效果进行了比较,并通过电镜扫描分析了加固后的微观结构,揭示加固机理。结果表明：MHTJ-19和MHTJ-21两个区段的膨胀土在黏性矿物成分、颗粒级配和力学参数方面一致性良好,不存在系统差异。石灰和水泥改性显著提升了膨胀土的黏聚力、内摩擦角和抗剪强度,其中水泥改性效果更佳。电镜扫描图像分析显示,这两种改性方法通过颗粒凝聚作用提高了膨胀土的力学性能和降低了膨胀性。研究成果可为重载铁路工程路基设计和维护提供参考依据。     

压实膨胀土抗拉强度试验研究

膨胀土干湿循环过程中土体内部干缩裂缝的产生与其抗拉强度有关,且其在抵抗干缩裂缝发育时产生重要作用,所以在研究膨胀土胀缩机理时,必须考虑抗拉强度的影响。对南京高淳膨胀土压实圆柱样采用轴向压裂法进行抗拉强度试验,研究不同压实度、不同初始含水率、不同制样方法、饱和度以及吸力对压实圆柱样抗拉强度的影响。结果表明压实膨胀土的抗拉强度随着压实度的增大而增大,随着含水率的增大而减小;失水和吸水对压实膨胀土抗拉强度有削弱作用且吸水的削弱作用更加明显;试样从非饱和状态转变为饱和状态时抗拉强度减小极为明显,减小比率高达80%。     

襄荆高速公路石灰改性土的现场试验

膨胀土广泛存在于大自然中，是一种常见的建筑材料。但因它具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育、性质极不稳定等特性。在建筑材料的选择上一直倍受广大技术人员的关注。湖北襄荆高速公路建设中，我们遇到石灰改性土的EDTA测定值衰减、现场实测最大干密度衰减等问题，经过现场试验、分析和研究，取得了一些成效，对本工程建设起到了推动作用。     

粉煤灰-天然砂改良膨胀土强度特性试验研究

为探讨粉煤灰-天然砂改良膨胀土强度特性,对改良膨胀土进行了击实试验、无侧限抗压试验和三轴试验。试验结果表明:粉煤灰掺量一定时,最大干密度随天然砂掺量增加呈先增大后减小趋势,而最优含水量逐步减少;天然砂掺量一定时,最大干密度及最优含水量随粉煤灰掺量增加均逐渐减小;在粉煤灰和天然砂之和占比20%不变条件下,随天然砂占比减小,无侧限抗压强度与三轴抗剪强度先增大后减小,天然砂掺量5%和粉煤灰掺量15%时强度最大;随着粉煤灰和天然砂掺量的增加,内摩擦角先增加后减小;粉煤灰和天然砂掺量之和一定时,随着粉煤灰的增加和天然砂掺量的减少,黏聚力逐渐减小。研究成果可供致力于改良膨胀土工程性质的研究人员参考。     

石灰和水玻璃共同改良粉土试验研究

对泰州地区粉土用石灰和水玻璃进行室内改良试验,研究了不同掺量石灰+水玻璃(1%石灰+3%水玻璃、3%石灰+1%水玻璃、3%石灰+3%水玻璃)改良粉土的改良效果,得出以下结论:石灰+水玻璃对粉土有良好的改良效果,改良土的CBR值较素土有很大的提高;改良土的CBR值与无侧限抗压强度均随着养护时间和压实度的增加明显提高;粉土中掺入3%石灰+3%水玻璃后改良效果最佳,掺入1%石灰+3%水玻璃后能快速提高粉土的早期强度。试验成果可以指导实际工程依据强度要求确定不同的石灰+水玻璃掺量。     

秸秆灰渣改良膨胀土三维膨胀特性试验研究

利用秸秆灰渣作为添加剂,进行室内改良膨胀土试验,研究改良后膨胀土的三维自由体变化特性及无侧限抗压强度特征。秸秆灰渣以(干质量之比)0%,10%,15%,20%的比例与素膨胀土混合进行击实试验,在最大干密度及最佳含水率条件下进行三维自由体膨胀、膨胀力和无侧限抗压强度3个试验,在液限状态下进行三维自由体收缩试验。根据三维自由体应变及膨胀压力特征,拟合出秸秆灰渣最佳含量的线性方程,得出灰渣的最佳含量为17%。试验结果表明:膨胀土的体应变、塑性指标和膨胀压力随着秸秆灰渣含量的增加而逐渐降低,无侧限抗压强度随着秸秆灰渣的增加逐渐提高;对未养护的试样,秸秆灰渣对无侧限抗压强度影响不明显,而试样养护7 d后的强度提高较为明显。     

纤维改性膨胀岩加筋作用试验研究

对掺改性聚丙烯单丝纤维改性后的膨胀岩进行了力学特性研究,通过不同纤维掺量、不同压密度等的无侧限抗压强度试验进行对比分析,研究了纤维改性膨胀岩的加筋作用、破坏模式,试验结果表明膨胀岩掺改性聚丙烯单丝纤维改性后,本构关系呈双折线硬化型,其转折点为纤维发挥作用的临界应变点。     

椰壳纤维-MICP复合改良膨胀土强度特性

采用椰壳纤维联合微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术对南水北调中线工程南阳段的膨胀土进行试验改良,开展无侧限抗压强度试验,对比分析素土、纤维土、MICP土以及复合改良土的应力应变特征曲线和破坏形态,并利用响应面法试验研究了椰壳纤维掺量、处理液掺量和胶结液浓度对改良膨胀土无侧限抗压强度的影响,得其最优配比。结果表明：单掺纤维和MICP技术改良均可提升膨胀土的无侧限抗压强度,而复合改良土强度提升最明显,纤维最佳掺量为0.5%;在轴向压力作用下,素土破坏形态表现为“脆性破坏”,MICP土表现为“完全脆性破坏”,纤维土表现为“塑性破坏”,复合改良土表现为“弹塑性破坏”;经统计软件方差分析,对复合改良土强度影响最主要因素是胶结液浓度,其次为处理液掺量、纤维掺量。     

水泥改性膨胀土强度与变形特性试验研究

以驷马山中-弱膨胀土为研究对象,以水泥作为改性材料,通过室内常规三轴试验,研究水泥改性膨胀土的强度与变形特性。试验结果表明:掺入水泥后,能提高膨胀土的塑限,降低塑限指数和自由膨胀率;水泥改性膨胀土三轴应力-应变曲线存在弹性、非线性强化、应力软化等三个阶段,并随围压的增大,由软化型逐渐向硬化型发展;峰值强度、残余强度均随围压的增大而增大,试样为剪切破坏形态,剪切破坏角符合摩尔-库伦理论计算值。     

纤维素纤维和石灰粉对上海黏土抗压强度的影响

为改良上海黏土强度低、易变形的特性,将纤维素纤维和石灰粉以不同的质量加筋率加入到上海黏土中并在不同养护龄期下养护,然后对试样进行无侧限抗压强度试验,来探究纤维素纤维和石灰粉对上海黏土抗压强度的影响。试验结果表明:石灰粉能够有效的提高上海黏土的抗压强度,同时也提高了土体的脆性;纤维素纤维对提高黏土抗压强度效果不明显,但提高了土体的延性;同时掺加纤维素纤维石灰粉时,土的抗压强度显著提高,土的脆性降低,延性增加;抗压强度最适宜的加筋率为0.8%纤维素纤维和10%石灰粉。     

有荷条件下石灰改良膨胀土物理性能试验研究

为了解南阳地区膨胀土在常见单层、多层建筑荷载下的膨胀变形特点,开展了有荷载条件下不同石灰掺量改性膨胀土的膨胀率及水稳定性试验研究。试验结果表明：掺入石灰改良后,膨胀土的膨胀率显著下降,且水稳定性大大提高,尤其是当石灰掺量为3%时,其膨胀率低于1%,经历2~5次干湿循环即可达到稳定状态。相关成果可为膨胀土地区多层建筑的地基处理提供参考。     

有荷条件下南阳膨胀土强度试验及其应用

对南阳膨胀土进行了不同竖向荷载作用下的浸水膨胀变形及其膨胀后试样的强度试验,得到了南阳膨胀土浸水膨胀率随浸水膨胀过程中所受的竖向荷载的增大而减小,而膨胀完成后试样的抗剪强度指标(c、φ值)随竖向荷载的增大而增大的变化规律。得出了抗剪强度指标变化规律的数学拟合公式,并将其应用于土工袋处理膨胀土边坡(表层处理的一种)的稳定性分析中,论证了土工袋处理膨胀土边坡的压重效果。     

有荷条件下南阳膨胀土强度试验及其应用研究

进行了南阳膨胀土在不同竖向荷载作用下的浸水膨胀变形及其膨胀后试样的强度试验，得到了膨胀土浸水膨胀后的抗剪强度指标（c、φ值）与浸水膨胀过程中所受的竖向荷载的关系，将其应用于土工袋处理膨胀土边坡（表层处理的一种）的稳定性分析，验证了土工袋处理膨胀土边坡的有效性。     

南阳膨胀土的水分特征和强度特性研究

膨胀土是一种特殊疑难土，随含水量变化具有吸水膨胀脱水收缩的特征，膨胀土的力学特性受含水量或基质吸力的强烈影响，含水量与基质吸力的关系可用水分特征曲线来描述。本文对南阳膨胀土的水分特征进行了试验研究，结果表明：膨胀土的水分迁移与它的初始应力状态有关，干湿循环数对无压饱和土样的水分迁移有较大影响，对有压饱和土样的水分迁移影响较小。有预压力的水分特征曲线受干湿循环的影响较小，能较好地反映膨胀土的土水特征。同时研究了不同吸力状态下非饱和膨胀土的强度特性，并提出了计算吸力强度的双曲模型，该双曲模型能较好地描述吸力对强度的贡献，模型适用性强，参数易于确定，便于在工程实践中应用。     

不同水泥掺量的水泥土无侧限抗压强度预测

为了解高水灰比时水泥土搅拌桩墙施工中的水泥土强度情况,通过室内无侧限抗压强度试验,对不同掺量、不同龄期下水泥土的强度特性进行了分析,并推导出了基于水泥掺量的强度预测经验公式。分析表明,相同龄期下,可由经验公式根据某一掺量的水泥土强度直接预测另一掺量时的强度,这对实际工程中的设计施工与质量控制具有积极指导意义。