干湿循环作用下膨胀土裂隙演化规律及其对抗剪强度影响

运用计算机图像处理软件对干湿循环作用下膨胀土表面裂隙的特征进行了表征,分析了膨胀土表面裂隙的演化规律,并结合直剪强度试验结果,探讨了表面裂隙形态的力学效应。结果表明:裂隙的节点个数、条数、总长度、区块个数、裂隙率和分形维数随土样干湿循环次数的增加而增加,而裂隙的平均长度、区块平均面积却相应的减小;第1次循环后,裂隙参数变化幅度最大,并干湿循环次数的增大逐渐趋于稳定。随着膨胀土表面裂隙网络裂隙率和分形维数的增大,粘聚力呈单调减小。而内摩擦角与裂隙网络分形维数和裂隙率的相关性较低。膨胀土抗剪强度随裂隙表面分形维数以及裂隙率的变化规律与抗剪强度随干湿循环次数的变化规律一致。     

南京市马汊河膨胀土变形特性研究

膨胀土反复的胀缩变形及裂隙的发展,是膨胀土边坡失稳的先决条件。在日晒雨淋的作用下,膨胀土干湿交替,大气影响深度范围下的膨胀土反复胀缩变形,通过对室内试验,通过干湿循环试验模拟膨胀土在自然环境的特性,研究表明:随着干湿循环次数的增多,膨胀土的相对膨胀率逐渐减小,绝对膨胀率增大,浸水后的最终膨胀率趋于稳定,干湿循环过程中,膨胀后试样高度增加,裂隙增多,边缘土粒首先发生破坏,后向中间发展,直至裂隙贯通。     

重塑膨胀土细观裂隙参数与抗剪强度的关系分析

对干湿循环作用后的重塑膨胀土进行CT试验和直剪强度试验,运用MATLAB软件处理CT图像并提取出膨胀土细观裂隙参相关数进行定量分析,探讨了膨胀土细观裂隙参数和抗剪强度之间的关系。结果表明:CT图像展示了膨胀土细观裂隙产生和发展,裂隙数目的增加并最终发育成细观裂隙网络的过程;第1~2次干湿循环次数对土样裂隙发育影响显著,决定了细观裂隙发育的最终形态;土体细观裂隙的发育程度对土体的抗剪强度重要的影响,可通过裂隙率、分形维数、CT数与抗剪强度参数之间的强相关性,对土体结构强度进行预测。     

干湿循环效应对膨胀土胀缩及裂隙性的影响研究

膨胀土在大气季节性干湿循环效应的影响下,其完整性与连续性常遭到严重破坏。为探究干湿循环效应对膨胀土胀缩及开裂性的影响,开展了膨胀土三轴样干湿循环试验,得到随循环次数增多,膨胀土的胀缩性降低,表面裂隙发育。研究表明干湿循环过程中膨胀土发生的持续膨胀与收缩,破坏了膨胀土的原有结构,并最终导致其抗剪强度的降低。     

干湿循环作用下膨胀土边坡失稳机理研究

以云南某道路工程为依托,采用室内试验的方法分析了干湿循环对土体开裂、渗透性和强度衰减的影响,揭示膨胀土路堑边坡3种典型的失稳模式:一是干湿循环作用下的边坡浅层流滑;二是高渗透夹层吸水膨胀导致的局部崩塌;三是老滑坡裂隙带强度控制的深层滑移.进而深入分析其影响因素及破坏机理,并介绍了具体加固处理措施,为类似膨胀土区域路基工...     

干湿循环下石灰改良膨胀土特性研究

为研究干湿循环下石灰改良膨胀土特性，进行了击实试验、自由膨胀率试验、裂隙发育试验及固结快剪试验。结果表明:随石灰含量增加改良膨胀土自由膨胀率显著降低，干湿循环条件下，石灰掺量为3 %时出现细微裂隙且表面脱落，5 %时未出现可见裂隙，表面局部脱落，7 %时未产生明显裂隙；内摩擦角和黏聚力随石灰含量增加而增大，干湿循环过程中内摩擦角基本保持不变，而黏聚力在第一次干湿循环后降低35 %，后续基本保持不变，根据现场施工和经济性，建议石灰掺量宜选5 %。     

废旧橡胶轮胎颗粒-水泥改性强膨胀土的长期路用性能研究

为研究废旧橡胶轮胎(WRT)颗粒联合水泥改性强膨胀土作为路基填料的长期力学性能，采用不同掺量(3%、6%)的WRT颗粒联合水泥(3%),对广西宁明强膨胀土进行改性处理。对改性前后的试样开展扫描电镜(SEM)、核磁共振(NMR)等微观试验，对经历干湿循环作用后的改性膨胀土试样开展动、静三轴等宏观试验，测定其动回弹模量M_R及固结不排水抗剪强度，着重研究了干湿循环次数和WRT颗粒掺量对改性后强膨胀土路用力学特性的影响。结果表明：(1)改性膨胀土由于水泥的水化反应产生颗粒团聚作用，加之WRT颗粒的掺入，使其大孔隙增加，结构密实度降低；(2)WRT颗粒掺量一定时，随着干湿循环次数的增加，改性膨胀土的动回弹模量M_R表现出先增大后大幅减小的特点，其剪切破坏形态由塑性破坏向脆性破坏转变，应力～应变曲线由应变硬化型逐渐转化为应变软化型，抗剪强度有所增大；(3)M_R随着WRT颗粒掺量的增加而降低，但随围压σ_c的增加而增大，抗剪强度随WRT颗粒掺量的增加而下降。     

晴雨交替环境的膨胀土裂隙发展规律研究

膨胀土是一种裂隙发育土体,对于晴雨气候导致干湿循环条件下膨胀土的裂隙深度发育一直存在争议。通过设计在同等条件下的土体不同晴雨条件,观察与测量裂隙的表面发育规律与深度发育规律。结果发现,膨胀土的表面裂隙形态与晴雨条件密切相关,但是裂隙深度发育与干湿循环本身关系不大,主要取决于含水率的降低。在不同地区,气候环境不同的情况下,在工程设计中进行长期稳定计算时需要进行区分。     

聚丙烯纤维水泥土抗压强度及干湿循环耐久性能试验研究

为增强水泥土受力性能,充分利用纤维的加筋作用,基于试验探究了水泥土掺量、聚丙烯纤维掺量及长度对水泥土无侧限抗压强度的影响规律,聚丙烯纤维掺量对水泥土干湿循环耐久性能的影响。结果表明:试验中聚丙烯纤维掺量0～0.3%、纤维长度3～12mm范围内,随着聚丙烯纤维掺量及长度的增加,水泥土掺量的提高,水泥土无侧限抗压强度增大;随着聚丙烯纤维掺量的增加,干湿循环作用后水泥土质量损失、强度损失均下降,水泥土抵抗干湿循环性能增强。     

甜菜碱处治膨胀土效果及机理研究

采用十二烷基三甲基胺乙内酯(甜菜碱)处治辽西某地膨胀土路基,以提高膨胀土路基结构强度。同时设计试验,揭示甜菜碱处治膨胀土的机理。在测定所用膨胀土基本物理性质参数的基础上,通过CBR试验、无侧限抗压试验、自由膨胀试验、干湿循环后的无侧限抗压试验等,验证甜菜碱对膨胀土的处治作用。试验结果表明甜菜碱能够提高膨胀土的强度和抵抗干湿循环的能力,同时降低膨胀土自由膨胀率,试验条件下的经济掺量为0.6%。此外根据双电层理论分析了甜菜碱处治膨胀土的机理。进而通过吸附试验和阳离子交换试验证明,甜菜碱分子内氮原子上的正电荷、长脂肪碳链、羧基均具有处治膨胀土的作用。     

高应力与低应力条件下膨胀土抗剪强度特性分析

研究表明膨胀土边坡的滑塌具有浅层性,破坏时土体受到的法向压力基本小于50kPa。文中基于此对干湿循环作用后饱和膨胀土高应力和低应力条件下的抗剪强度进行试验研究。结果表明,干湿循环作用下膨胀土的剪应力值随干湿循环次数的增加呈衰减趋势;高应力段粘聚力大于低应力段,而高应力段的内摩擦角小于低应力段,高应力段得到的数据结果势必偏离实际的拟合结果,不利于边坡稳定性分析;粘聚力随循环次数变化呈良好的指数函数关系,得到的经验公式可用来预测膨胀土的抗剪强度和膨胀土边坡干湿循环作用后的最终抗剪强度稳定值。     

干湿循环作用下废弃泡沫轻量土水稳定性试验研究

为了研究干湿循环条件下轻量土的水稳定性,通过密度试验、无侧限抗压强度试验和质量损失率试验,研究了轻量土的物理特性和力学性能。研究发现,轻量土的密度、强度和质量在长期干湿循环作用下具有很高的稳定性,其中强度还出现了一定程度的增长。这是由于轻量土中的水泥发生水解水化反应及轻量土各组分之间的相互作用,使土体的结构性逐渐增强,最终形成一个致密而稳定的网络状胶结结构,来抵抗干湿循环环境产生的侵蚀作用。在经受30次干湿循环作用后,密度的绝对变化量为0.02~0.06g/cm3,相对变化量为0.93%~4.47%。轻量土的密度在干湿循环作用下能够保持稳定,泡沫掺量对轻量土密度的影响较为显著。强度的绝对增长量为276.79~891.64kPa,相对增长量为71.46%~114.15%。其中,水泥掺量和含水量变化时,强度随干湿循环次数增加而变化比较敏感。质量损失率的变化范围大致在-1.00%~1.00%之间;随着干湿循环时间的推移,质量能够趋于稳定。即:轻量土在干湿循环作用下具有良好的水稳定性。     

改性玄武岩残积土的水理特性试验研究

采用不同比例石灰、粉煤灰、水泥对玄武岩残积土进行改性处理的两种不同改性玄武岩残积土,对其进行崩解特性试验和干湿循环下抗压强度。结果表明:玄武岩残积土在很短的时间内崩解,改性土在经历24 h之后,仍无崩解现象;改性土在刚开始的7次干湿循环下抗压强度明显的增大,之后随着干湿循环次数的增加而降低,最终两种改性土的抗压强度有相等趋势;并得出与天然的玄武岩残积土相比,改性土具有很好的水稳性。这为玄武岩残积土地区环境对工程建设的影响提供数据参考。     

干湿循环对改良膨胀土强度与变形特性的影响

膨胀土的抗剪强度与变形能力对路基的强度与耐久性有着重要影响。通过对干湿循环后的掺石灰和砂混合料的改良膨胀土进行直接剪切试验和固结试验,研究了干湿循环对改良膨胀土抗剪强度和压缩模量的影响,并且分析了龄期对于改良膨胀土抗剪强度的影响。结果表明,龄期对改良膨胀土的抗剪强度有很大的影响。干湿循环5次后,随着干湿循环次数的增大,改良膨胀土的抗剪强度降低,压缩模量降低。     

水泥土劈裂抗拉强度试验研究

为了研究水泥土抗拉强度的增长特点,讨论影响水泥土抗拉强度的主要影响因素,试验采用劈裂试验分析不同水泥掺入比的水泥土在不同养护条件下的抗拉强度的变化情况,对比水泥土抗压性能,讨论水泥土抗拉性能随各因素变化的规律。通过观察破坏形式,分析试验结果,探究了影响水泥土抗拉强度的主要因素,分析了水泥土在不同养护条件下抗拉强度随水泥掺量和养护时间变化的一般规律以及氯化钠对水泥土强度增长作用机理。试验结果表明:在清水和氯化钠溶液不同养护条件下,水泥土抗拉强度均随其水泥掺量和养护时间的增加而增加;其中,清水条件下水泥土强度持续增加,达到60 d时趋于稳定;氯化钠溶液条件下水泥土早期强度有一定的促进作用,但后期对水泥土的抗拉强度具有腐蚀效应。     

水泥土渗透性的室内试验研究

针对水泥土的渗透性问题,首先对比实施标准养护和海水养护条件下水泥土的渗透试验及微型贯入试验,研究水泥土的强度与渗透性的关系及劣化对水泥土渗透性的影响;其次,将制备好的水泥土试样不经养护立即实施渗透试验,模拟研究场地形成的水泥土的渗透性随时间的变化规律。试验结果表明,标准养护条件下,水泥掺量越大,龄期越长,水泥土强度越高,相应地渗透系数越小。但是,水泥土的渗透系数随龄期所产生的强度变化不大。海水养护条件下,由于水泥土发生劣化,导致水泥土的渗透性随龄期呈显著增大的趋势,说明劣化使水泥土强度降低的同时,也导致其渗透性增大。水泥土劣化滞后于海水渗透。场地形成的水泥土的渗透性随水泥掺量增大而减小。水泥土渗透性随时间呈现减小的趋势,前期渗透性减小较快,之后渗透性基本趋于稳定。     

干湿循环下红砂岩路基填料回弹模量控制研究

经过多次干湿循环的红砂岩,其强度衰减特性十分明显,路用性能难以得到保障。该文基于室内干湿循环试验,揭示了3种红砂岩素土和不同水泥剂量改良土的强度变化规律。结果表明:红砂岩素土强度在干湿循环作用下衰减明显,回弹模量随干湿循环次数增加而减小;掺加一定量水泥可以有效遏制水活性,强度衰减幅度减小,随着水泥改良土龄期增长,第3次干湿循环后试件回弹模量缓慢回升。分析了路面与车辆的相互作用关系,根据路面的不平整度确定了车辆动态加载模型;基于动应变控制法和有限元法,针对3种不同路堤强度进行结构建模分析,得到了红砂岩改良层回弹模量和填筑深度的关系,通过幂函数拟合确定了重交通条件下满足动应变条件的改良层所需回弹模量的临界值,并于实际工程中得到验证。     

水泥稳定碱渣改性土冻融性质与劣化机理

为明晰水泥稳定碱渣改性土在季冻区应用可行性,研究了位于毛细水浸润线上、下层位水泥稳定碱渣改性土抵抗冻融循环的性能。设置干侧、湿侧2种不同的冻融循环条件,分别进行0～8次冻融循环试验。探究了水泥稳定碱渣改性土体积、质量和表观现象在冻融循环试验过程中的变化,以及不同冻融循环次数后其抗压强度和含水率的演变,并结合SEM电镜结果分析其冻融劣化机理。研究结果表明：干侧冻融试样体积表现为“冻缩融胀”,整体体积变化小;质量总体呈下降趋势,整体质量变化小;强度逐渐下降,8次循环后抗压强度损失率为81.6%;水分向试样内部迁移,中心处含水率升高0.72%;表观劣化较弱。湿侧冻融试样体积表现为“冻胀融缩”,8次循环后膨胀5.45%;质量总体损失较大,8次循环后损失2.87%;试样强度逐渐下降并趋向稳定,抗压强度损失率最终保持在65%;水分向试样外侧迁移,中心处含水率下降2.57%;表观裂隙和剥落情况明显。湿侧冻融试样劣化程度大于干侧试样。水泥稳定碱渣改性土较好的抗冻融性能来源于其较强的密实特性,黏土填充碱渣的空间骨架,水泥水化物进一步加强土体颗粒的联结。在冻融循环作用下,试样中水分迁移和固/液两相往复转化...     

成都东部城区膨胀土微宏观物理力学特性研究

依托成都轨道交通17号线威灵车站深基坑工程，针对成都地区膨胀土地层地铁深基坑施工过程中常出现围护桩间土坍塌破坏问题，采用室内试验的方法，对基坑内膨胀土进行物理力学特性研究。结果表明：该地区膨胀土微观结构呈鳞片状排列，矿物成分主要含有蒙脱石和伊利石；宏观上无荷载膨胀率、膨胀力及抗剪强度均随土体含水率增加而降低，随着干湿循环次数增多，土体结构完整性逐渐被破坏，裂隙最终呈网格状分布。     

不同改良方案下膨胀土路基物理力学特性

某中型桥梁修建于膨胀土填土基础上,针对锥坡和台背填土路面开裂病害,剖析病害原因,提出处治方案:分别以水泥、钢渣粉和氢氧化钠激发剂作为复合改良材料,进行多种干湿循环条件下膨胀土改良试验以验证其变形及力学特性;通过无侧限抗压强度试验、三轴压缩试验以及体积变化率试验,结合微观电子扫描显微镜分析方法,对试验结果进行对比.得出结...