膨胀土大型渗透试验研究

膨胀土大型的渗透试验用渗透箱进行,研究了在渗透过程中土体体积含水量、总吸力、相对湿度和表面竖向位移的变化,并根据试验结果得到了体积含水量与吸力的关系。研究结果表明:体积含水量和相对湿度均随着渗透时间的增加而增大,其变化过程与所处位置有关;土体吸力随着渗透时间的增加而减小;降雨入渗可能造成路堤破坏;土体表面竖向位移逐渐增加,在中心位置处达到最大值;土体体积含水量与吸力在半对数坐标下大致呈线性关系。     

基于GPR的路基土介电特性影响因素试验研究

利用探地雷达(GPR)检测路基土压实质量时,路基土介电常数的确定是保证探测精度和进行图像识别的关键技术之一。运用探地雷达对3种常见路基填筑材料(粉土、中砂与砾砂)进行了介电常数的室内测试,得到填筑材料在不同含水量与干密度条件下的介电常数,分析了介电常数与路基材料类别、含水量及干密度等因素之间的关系,且拟合相关系数均大于0.95。以粉土为例,通过MATLAB软件进行多元非线性回归,获得介电常数随土体含水量、干密度双因素变化的拟合函数,拟合效果良好,表明可以采用拟合函数求取粉土在不同含水量和干密度下的介电常数。试验方法及结论为路基土介电常数确定、大范围路基土压实质量的快速、无损、连续检测与评价提供了重要依据,同时可为类似问题提供技术参考。     

侧限条件下膨胀土膨胀变形试验研究

利用弹性力学的有关理论分析了侧限膨胀试验中土样的受力和变形特点,推导出了在无荷膨胀试验条件下,膨胀土膨胀系数的理论计算公式;针对南宁-友谊关公路宁明段灰黑色膨胀土填料进行了侧限有荷膨胀试验,利用有荷试验结果推导出了膨胀土在侧向约束、上部加压条件下膨胀应变与含水率、上部荷载之间的计算关系式。结果表明:上覆压力对膨胀变形起拟制作用,在其他条件不变的情况下,上覆压力越大,则膨胀变形量越小;膨胀土是对含水量变化特别敏感的土体,含水量增加是土体膨胀的直接原因,膨胀量与吸水量紧密相关,且与(w-w0)成正比关系;利用无荷试验确定了湿度膨胀系数的测定方法,并用试验结果对南友路膨胀土路堤的修筑提出了一些建议。     

土方路基铺筑质量GPR反射波法检测研究

路基土含水量、压实度和材质均匀性是路基施工质量的主要控制指标。通过试验研究探地雷达(GPR)反射波法实现上述指标测量的关键问题。计算表明:不同粒径级配砂质土GPR实测介电常数都随含水量增大呈指数增大,两者关系可采用统一的Topp或Alharathi型计算式表示;路基土混合介电常数符合体积模型,可根据组成相份介电常数和体积比采用Looyenga公式求取;基于两个基本式换算得到的压实度公式可评价填筑层的压实程度;土层材质变化可表现为探测剖面波形特征的变化。应用实例证实了研究成果的适用性。     

淮北粉土毛细水上升特性研究

在地下水的作用下,粉土路基填料的含水量及密实度会发生系列变化。尤其是强烈毛细水上升高度,对路基产生危害作用更大。为此我们通过现场调查以及室内和现场试验对淮北地区粉土路基的毛细水特性进行了系统的研究。结果表明,路基土中毛细水上升高度及毛细水上升引起的含水量增加都与土基的密实程度成反比;路基粉土填料因毛细水上升引起土体含水量的增加,会有微膨胀,从而降低压实土体的密实度和土体的强度;采用铺设土工防水板的方式可有效阻隔水对土基的侵润,阻断毛断细水的上升,达到保证路基填料含水量不发生变化,以确保压实路基土在运营使用中的路用强度不致降低。     

基于电磁波的路基含水量试验研究

基于土体含水量对介电常数的影响,采用电磁波法进行路基含水量的快速测定。通过分析并总结电磁波测试土体含水率已经取得的成果,设计了一种路基含水率的电磁波试验方法,并用这种方法进行室内试验,得到了土体含水率与介电常数的对应关系式。同时,通过电磁波对不同含水量土体的测试,分析了电磁波幅值和介电常数的变化规律,结果表明利用厚度法对不同含水率的介电常数进行分析合理可行,试验结果为实现电磁波进行路基含水量快速无损检测提供依据。     

非饱和膨胀土抗剪强度的三轴试验研究

基于非饱和三轴试验系统,对不同含水量情况下南宁非饱和膨胀土的强度特性进行研究.研究表明:在定围压下,低含水量时的应力应变曲线呈微应变软化型,高含水量时的应力应变曲线呈应变硬化型;在低含水量的情况下高围压时的曲线呈应变硬化型,而低围压下剪切的试样其应力应变曲线随着轴向应变的增加呈现出微弱的软化趋势.土体的抗剪强度对含水量的变化敏感性较大.随着含水量的增大,膨胀土的摩擦角线性减小;其枯聚力随含水量的增加先是增大,在最优含水量时粘聚力达到最大值,而后随着含水量的继续增加,粘聚力逐渐减小.     

广西崇上路击实膨胀土的变形特性试验研究

通过室内大量膨胀土试验,对广西崇(左)上(思)二级公路3种膨胀土击实土样的变形特性进行了研究.试验结果表明: 膨胀土的起始含水量和起始干密度对其变形的影响是主要的外部因素;根据膨胀量试验、膨胀力试验和收缩试验的试验数据,得到了膨胀量、膨胀力和收缩量与起始含水量和起始干密度的相关关系.同时, 研究了干湿循环对击实膨胀土膨胀特性的影响.研究结果为膨胀土的路基设计和路基处理等膨胀土问题提供了重要的依据.     

基于微波谐振原理的土壤含水量传感器设计

设计了一种基于微波信号谐振原理的路基土壤含水量测量传感器.通过理论分析的方法研究了微波含水量传感器中复介电常数与谐振频率之间的关系,并利用仿真计算以及试验测量的方法对所设计谐振环传感器进行了仿真分析、制作及试验测量.仿真与测量结果表明,这种谐振环式含水量传感器可用于测量土壤含水量,相较传统的电容传感方法、时域反射仪传感方法等,其在测量准确性上具有优势,且体积小巧,易于安装使用.     

非饱和膨胀土抗剪强度的三轴试验研究

基于非饱和三轴试验系统,对不同含水量情况下南宁非饱和膨胀土的强度特性进行研究。研究表明：在定围压下,低含水量时的应力应变曲线呈微应变软化型,高含水量时的应力应变曲线呈应变硬化型;在低含水量的情况下高围压时的曲线呈应变硬化型,而低围压下剪切的试样其应力应变曲线随着轴向应变的增加呈现出微弱的软化趋势。土体的抗剪强度对含水量的变化敏感性较大。随着含水量的增大,膨胀土的摩擦角线性减小;其粘聚力随含水量的增加先是增大,在最优含水量时粘聚力达到最大值,而后随着含水量的继续增加,粘聚力逐渐减小。     

南宁膨胀土剪切蠕变特性及流变模型研究

利用改装的剪应力控制式直剪仪对南宁非饱和膨胀土进行了一系列直剪蠕变试验和加–卸载剪切回弹试验,得到了剪切蠕变曲线和剪切回弹曲线。试验结果表明,膨胀土在同一竖向应力条件下,剪应力和含水率越大其塑性和流变特性越明显;在同一含水率、同一剪应力条件下,竖向应力越小其塑性和流变特性越明显。根据对试验曲线的分析得到了膨胀土的剪切变形是由瞬时弹性变形、瞬时塑性变形,弹性滞后变形,粘塑性变形等组成。提出了膨胀土剪切蠕变的九元件模型,并通过拟合确定了相应的剪切蠕变方程和流变参数.研究结果为膨胀土流变问题的进一步研究提供可靠理论依据。     

初始状态对膨胀土变形规律的影响

针对不同初始含水量和初始干密度的中弱膨胀土和石灰改性膨胀土,对上覆压力作用下的变形规律进行了试验研究,得到了其膨胀变形随稠度状态的变化规律。结果表明,稠度状态可以较好地预测上覆压力与线膨胀率之间的关系;稠度状态对膨胀土的影响很大,对同一种膨胀土和其石灰改性土有所不同,随着灰剂量的增加和上覆压力的增大,稠度状态对改性土影响逐渐变小。因此,在膨胀土路基施工过程,应合理考虑上覆压力和稠度状态来分层控制路基的压实。路基下基层可以适当提高填筑的稠度状态,上基层采用相应较低的稠度状态填筑,以减少膨胀率及膨胀力对路基造成的破坏。     

基于工程应用的膨胀土本构模型

采用侧限有荷膨胀试验,研究了膨胀土有荷膨胀率和上部荷载、终了含水量以及过程含水量之间的关系,据此推导出了可以用来计算膨胀土路堤随含水量以及上部荷载变化而变形的本构模型。研究结果表明:在初始含水量一定的条件下,有荷膨胀率与上部荷载半对数呈线性关系,终了含水量与上部荷载半对数呈线性关系,有荷膨胀率与过程含水量呈线性关系;该模型是利用室内常规试验可以得到的,能反映研究地区岩土体主要性状的应用型本构模型。     

膨胀土路基的胀缩变形模型试验

为了研究不同气候条件下膨胀土路基的胀缩变形规律,通过8组膨胀土路基模型试验,对广西南友路宁明地段中等膨胀土和湖南常张路慈利地段弱膨胀土,在压实度为90%和不同排水边界条件下,模拟路基分别处于积水、阴天、日照、降雨4种条件,研究膨胀土路基中各位置测点的胀缩变形大小及变化规律等,获得了这两种膨胀土路基的竖向和水平方向的胀缩变形量与变化规律。研究结果对膨胀土路基的设计和施工,保护路基、路面及路基中的构造物具有重要的理论和工程实际意义。     

石灰改良南阳膨胀土的强度特征与微观机理研究

以南阳膨胀土为研究对象,对掺灰比4%~12%膨胀土进行直接剪切试验,研究不同掺灰比膨胀土应力-位移关系,分析不同掺灰比对膨胀土强度的影响规律。通过电镜扫描试验,探求掺灰改良膨胀土微观结构变化的机理。结果表明:在相同上覆荷载下,膨胀土强度随着掺灰比的提高而增强,掺灰比由7%增至10%时膨胀土抗剪强度增幅明显,掺灰比超过10%后抗剪强度增幅较小。电镜扫描结果显示石灰与膨胀土颗粒形成团聚体结构,使改良膨胀土中粗颗粒含量提升,增强了土体结构性。     

碾压膨胀土波速变化规律及声波技术应用探讨

针对百色地区膨胀土,利用TH204非金属超声波测试系统,对以最佳含水率和塑限含水率为控制含水率下的碾压膨胀土进行声波测试,得到了等幅度干湿循环作用后的纵波速度的变化规律。试验研究结果表明,随着循环次数的增加,不同控制含水率下碾压膨胀土试件的平均纵波速度呈非线性衰减,其0～1次循环,衰减程度最大。循环幅度对膨胀土的波速衰减有较大的影响,循环幅度越大,纵波速度衰减越大。结合声波技术在岩体材料中的应用,探讨了声波技术在路基膨胀土中的应用问题。     

合安高速公路膨胀土掺石灰试验研究

在穿越膨胀土地区的高速公路路基修筑工程中,通常采用统一的掺灰率进行膨胀土性质改良。由于膨胀土工程性质的差别,采用相同的掺灰率处理是不合理的。文章对合安高速公路沿线肥西、庐江和桐城三地区膨胀土进行掺石灰试验研究,探讨掺石灰对膨胀土的胀缩性与强度的影响规律。试验研究结果表明:在膨胀土中掺入一定量的石灰可有效降低膨胀土的胀缩性;土体的最佳含水量随掺灰率的增大而增大,而其最大干密度则随掺灰率的增大而减小;土体的无侧限抗压强度随掺灰率的增加先增大,当达到峰值后,随掺灰率的继续增加而降低,存在一个最佳掺灰率点,肥西、庐江和桐城三地区膨胀土的最佳掺灰率分别为8%、8%和6%。文章最后从膨胀土地质成因角度分析了肥西、庐江与桐城三地区膨胀土工程性质差异的原因,为膨胀土研究提供了新的方法和思路。     

南宁非饱和膨胀土蠕变特性试验研究

通过压缩蠕变试验与改装的剪应力控制式剪切蠕变试验对南宁非饱和膨胀土进行了系列室内试验研究,探讨了非饱和膨胀土的非线性流变特性。试验结果表明：土体具有明显的非线性流变特性。同时,通过对蠕变曲线的拟合可以发现,南宁非饱和膨胀土的流变可以用Bu体模型来描述,并能得出其相应的本构方程和蠕变方程。     

石灰改良高速公路膨胀土路基的试验研究

试验研究了用石灰改良膨胀土的胀缩性，强度，力学性质等方面的变化，试验结果表明干法与湿法击实有较大的区别，石灰改良膨胀土掺灰量和检验标准可以从膨胀性能和强度2个方面确定。