种植香根草根系对膨胀土特性影响的试验研究

利用柔性加筋处治膨胀土的膨胀性病害已在工程中得到广泛应用,但能否在膨胀土边坡中利用种植香根草深长密集根系的柔性加筋作用处治膨胀性病害问题还缺乏研究。为研究香根草根系对膨胀土物理力学特性的影响,通过在膨胀土中种植香根草制作根土复合体试样,利用无荷膨胀率与膨胀力试验,探究了香根草根系对膨胀土膨胀性的影响。结果表明:香根草根系可降低无荷膨胀率并减小膨胀力,且膨胀力随含根量增高呈线性减小趋势,无荷膨胀率也随含根量增高而降低,但不同密实度土层中膨胀潜势释放的表现不同,其中密实度较高土层中的根系延缓膨胀潜势释放,而密实度较低土层中的根系则加快膨胀潜势释放;相同含根量下细根加筋效果优于粗根。通过室内直剪试验,研究了香根草根系对膨胀土抗剪强度的影响。结果表明:土体抗剪强度随香根草根系含根量的增加而增大,香根草根土复合体强度符合摩尔-库伦强度理论,其中含根量对黏聚力提高作用影响显著,而对内摩擦角提高作用影响较小,其中较粗根系比较细根系对内摩擦角的影响相对较大;低含根量根土复合体的应力-应变关系为应变硬化型,而高含根量根土复合体却表现为应变软化型。     

初始干密度、含水率对无荷膨胀率影响试验

为了研究娄益高速路基膨胀土的初始干密度、含水率与无荷膨胀率之间的关系,进行了膨胀土的室内无荷膨胀率试验。结果表明:在初始含水率一定时,娄益高速路基膨胀土的无荷膨胀率会随干密度的增大而增大;在干密度一定时,无荷膨胀率随含水率的增大而减小。根据结果建立了娄益高速路基膨胀土的无荷膨胀模型和时间函数模型,并给出了针对娄益高速路基膨胀土的模型参数。     

控制吸力下低应力条件的合肥膨胀土抗剪强度试验

膨胀土边坡在变饱和条件下可能发生浅层滑塌失稳。为了研究非饱和膨胀土在低应力条件下的强度特性,采用非饱和三轴仪设置多组不同基质吸力和应力条件,进行合肥膨胀土的三轴剪切试验,对试验数据进行分析。试验结果表明：当膨胀土所受净围压应力不断降低时,其应力-应变曲线会由应变硬化向应变软化过渡;非饱和膨胀土强度随基质吸力增大而增大;浅层膨胀土的抗剪强度会呈现明显降低,具有非线性特点;非饱和膨胀土的黏聚力对抗剪强度影响显著,低应力条件下黏聚力会显著降低,内摩擦角明显增大;净围压应力对低应力段土体强度影响明显,而基质吸力对低应力段土体强度影响较弱。     

考虑墙背倾角的膨胀土挡土墙设计计算方法

降雨入渗后,膨胀土地区挡土墙不仅受到一般黏性土的土压力作用,还受到增湿产生的膨胀力。膨胀土地区挡土墙设计中,一般将膨胀土视为各向同性材料,采用竖向膨胀力或竖向膨胀力乘以折减系数的方法考虑侧向膨胀力,且只能考虑墙背直立的情况。文中通过改进室内膨胀试验制备方法,借助常规固结仪测定竖向和侧向膨胀力随膨胀变形的变化,并假设各向恒体积膨胀力和无荷膨胀率呈椭圆形分布,提出一种考虑墙背倾角的膨胀土挡土墙设计计算方法。     

广州西二环高速公路膨胀土改性效果试验研究

对广州西二环高速公路石灰、水泥改良膨胀土的改性效果进行研究,采用静压成型方式,进行了无荷及有荷膨胀率试验,得到无荷、有荷膨胀率以及收缩系数与石灰、水泥掺量的关系,并分析了改良土收缩率与含水量的关系。通过分析得到:利用石灰处治膨胀土改性效果较水泥好,且经济性高;石灰改性后收缩系数和膨胀率明显减小;采用5%石灰掺量可以控制胀缩总率,达到处治目的;施工现场考虑各种因素,石灰掺量应增加1%。     

风化砂改良膨胀土无荷膨胀率及强度特性试验研究

在保持含水率和干密度不变的条件下,将风化砂以不同比例掺入膨胀土中,通过击实试验、无荷膨胀试验和三轴试验,研究风化砂改良膨胀土的效果。研究结果表明:最优含水率随掺砂量增加而减小,但最大干密度先增大后减小;随着风化砂掺量增多,膨胀率相应降低;当掺砂量达到40%时,膨胀率降低了6.64%,风化砂能明显抑制膨胀土的膨胀性;膨胀土的主应力峰值随掺砂量的增加先增大后减小,当掺砂量为16%时抗剪强度最大,而黏聚力随掺砂量的增加逐渐减小,内摩擦角先增大后减小,因此确定最佳掺砂量为16%。     

南宁外环膨胀土抗剪强度非线性特征及影响因素分析

以南宁外环膨胀土为对象,开展含低应力条件的不同干密度、不同初始含水率、无荷和有荷干湿循环作用重塑样、有荷干湿循环作用原状样的饱和慢剪以及重塑样饱和三轴固结排水试验,研究干密度、初始含水率、无荷和有荷干湿循环作用等因素对其低应力条件下抗剪强度的影响。结果表明:各抗剪强度包线均呈非线性特征,可用广义幂函数很好地拟合;低应力、干密度及初始含水率对饱和慢剪强度的影响显著;试件初始含水率相同时,干密度越大,强度越大;干密度相同时,初始含水率越大,强度也越大;随干湿循环次数的增加,无荷条件下土样的抗剪强度衰减强于有荷条件。     

石灰、水泥改良膨胀土性能试验研究

以工程中常见的不良土膨胀土为研究对象,采用水泥和石灰两种材料作为改良剂,通过室内试验的方法,对改良后膨胀土的界限含水率、自由膨胀率以及无侧限抗压强度进行分析。结果表明:(1)石灰的改良效果优于水泥;(2)石灰和水泥对膨胀土的界限含水率均有较大影响,塑限指数均有所减小,以石灰减小幅度较大,以此提高了膨胀土的稳定性;(3)根据改良剂对自由膨胀率的影响,在工程应用中改良剂的掺量取6%为宜;(4)改良剂可明显提高膨胀土的无侧限抗压强度。     

市政道路膨胀土路基检测及对路面结构的影响研究

依托某市政道路病害检测,通过现场勘察、钻探取芯、开挖探坑、室内试验等手段,发现该道路不均匀沉降变形及基层损坏严重,其根源在于地基及路基土具有弱膨胀性土特性。进一步通过膨胀性试验,分析了膨胀土在有荷、无荷条件下的膨胀率及膨胀力,提出了土体膨胀率、膨胀力与土体压实度、含水率的相关关系。为了揭示膨胀土对路面结构破损及不均匀变形的影响机理,运用BISAR软件计算分析了不同膨胀力、不同基层模量对道路结构层受力特性及变形特性的影响,揭示了膨胀土路基半刚性路面结构破损机理。     

酸性环境干湿循环条件下膨胀土的膨胀特性及微观作用分析

弄清酸雨及干湿循环共同作用下膨胀土的膨胀性能及其微结构与矿物成分的变化，对研究酸雨区膨胀土的基本性质劣化及工程问题意义重大。为此，以广西酸雨重灾区百色原状膨胀土为对象，模拟酸雨（pH=3，5，7）与干湿循环（n=1，2，3，4）两者共同作用的环境，开展了无、有荷膨胀率试验，并采用扫描电镜（SEM）、压汞仪（MIP）和X射线衍射仪（XRD）分析了该环境下试样的微结构及矿物成分的演变规律。研究结果表明：酸性环境使试样的膨胀率增大，溶液的pH值越小，膨胀率越大；随干湿循环作用次数的增加，不同溶液环境下试样的膨胀率均先增大后趋于稳定，且2次作用后的增幅最大；经酸性环境与干湿循环共同作用试样的膨胀率增大更多，溶液pH值为3和5，经2次干湿循环后其膨胀率比pH值为7的分别增长了24.7%和7.9%；上覆压力能明显抑制试样膨胀率的增长，设定测试压力越大，该值下降越显著。酸性环境与干湿循环共同作用下膨胀率增大的机理可通过微观结构分析作出解释：酸性环境作用下膨胀土中游离SiO₂，Al₂O₃，K₂O，MgO，CaO等胶结物出现不同程度的溶蚀和淋滤，削弱了叠聚体结构间的联结作用，使面面叠聚结构的排列趋于分散，微孔隙体积及数目不断增大，同时遭受干湿循环作用后，土中微孔隙加速发育，土颗粒与溶液水间化学反应更剧烈，致使其膨胀变形进一步增大。因此，酸雨重灾区的膨胀土工程建设，必须考虑酸性环境与干湿循环共同作用造成的膨胀土基本性质劣化的不利影响。     

建筑垃圾改良膨胀土特性试验研究

通过不同掺比、不同级配组合建筑垃圾掺入到膨胀土后进行室内试验，分析试样的无侧限抗压强度、CBR力学特性和膨胀特性规律。结合建筑垃圾改良膨胀土作用机理，对工程特性进行分析。研究结果表明:一定比例掺量的建筑垃圾可以显著改善膨胀土的物理力学、膨胀性能；建筑垃圾改良膨胀土的力学特性、胀缩性取决于建筑垃圾的掺比和土的初始含水量大小，此外级配对其也有一定影响。当建筑垃圾掺比为40.0 %左右，混合土含水率为12.4 %左右、采用19.5～31.5 mm粒级再生料时，建筑垃圾改良膨胀土具有更好的工程特性，满足路基填料的要求。     

橡胶微膨胀混凝土抗压和抗折强度试验研究

为研究膨胀剂与橡胶颗粒对混凝土抗压强度与抗折强度的影响,研究了在混凝土中掺入不同种类及不同掺量的膨胀剂和不同比例的橡胶颗粒的力学性能。试验结果表明,在混凝土中加入膨胀剂能提高混凝土的抗压强度,抗折强度,弥补了橡胶加入后混凝土强度的部分减少量,其中膨胀剂掺量为10%,橡胶掺量为6%时,两者复掺的性能优于其他掺量的混凝土试件,CSA膨胀剂的掺加对混凝土试件强度的提高要优于CHA膨胀剂。     

南宁膨胀土工程特性及化学加固试验研究

南宁膨胀土具有胀缩总率大、膨胀性强、水稳定性差的特点,不能直接用于公路路基填筑。文中采用石灰、离子型土固化材料对其进行化学加固,通过一系列土的物理力学性质试验,对比研究改良前后土的工程特性。试验结果表明:南宁膨胀土通过石灰、复合型土固化材料加固后,土的膨胀性减弱,无侧限抗压强度增大,水稳定性增强,土的工程性质得到明显改善。     

南水北调工程粘土岩基本物理性质试验研究

粘土岩是南水北调中线工程总干渠潞王坟膨胀岩试验段具有代表性的膨胀岩之一。通过颗粒分析试验、击实试验、膨胀性试验和渗透试验来了解其基本物理性质,结果表明:①粘土岩的颗粒组成以粉粒、粘粒和胶粒为主,含有少量砂粒,级配一般;轻型击实、干土法制样时,粘土岩最优含水率为25.9%,最大干密度为1.56 g/cm3。②粘土岩的自由膨胀率为68%～70%,具有中等膨胀潜势;其无荷膨胀率、膨胀力均随干密度的增加而增加,但干密度达到1.60 g/cm3后,粘土岩的无荷膨胀率和膨胀力增幅均有不同程度的减缓。③粘土岩原状样和重塑样的渗透系数随着干密度的增大而减小。     

不同上覆荷载作用下膨胀土特性研究

以河南平顶山膨胀土为研究对象,通过室内土工试验,研究膨胀土颗粒粒径范围对自由膨胀率的影响;按照等质量原则将各粒径范围土混合后制取试样,研究了其在无上覆荷载、不同上覆荷载条件下的膨胀变形发展规律,以及试验后土体物性指标随上覆荷载变化规律等.结果表明:膨胀土粉碎过筛后颗粒粒径大小对自由膨胀率具有显著影响,最大相差可达2.3...     

模拟干湿循环及含低围压条件的膨胀土三轴试验（双语出版）

针对膨胀土边坡坍滑多呈浅层性，取广西百色膨胀土为对象，设计并开展经干湿循环作用含低围压条件的重塑土饱和三轴固结排水试验，着重分析橡皮膜约束对围压的影响并做出校正，对比分析校正前、后的实测抗剪强度参数，探究不同干湿循环次数及试验围压下的强度及应力-应变关系。结果表明：经干湿循环作用，各级围压下试件的应力-应变均呈应变硬化特征；围压越大，初始模量越大，主应力差也越大；干湿循环作用下，橡皮膜约束等效围压σ_3e均随试验围压σ₃增大而减小；0次干湿循环下，σ₃由5 kPa增至200 kPa时，σ_3e从9.1 kPa减少至6.7 kPa，σ_3e/σ₃由181.8%减少至3.4%，橡皮膜约束对低围压的测试结果影响显著，须进行校正；干湿循环由0次增至6次，校正前低、高和全围压段的黏聚力分别衰减34.7%、27.7%和28.3%，校正后衰减达77.1%、31.9%和35.6%，但摩擦角变化小；橡皮膜约束影响后，经6次干湿循环作用，低围压段的黏聚力仅为0.8 kPa，趋于0，摩擦角为18.5°；膨胀土边坡稳定性分析时，宜采用低、高围压两段拟合校正围压应力圆的强度参数，以获得与实际坍滑破坏较吻合的计算结果。     

基于反分析的膨胀土基坑边坡侧向土压力分布规律研究

膨胀土吸水膨胀,会对基坑边坡的支护结构体产生一部分附加土压力,威胁基坑边坡的稳定性。为此,通过现场钢筋应力求得的桩身弯矩,对桩侧土压力的分布和大小进行反分析,得到了某基坑在某次降雨后的膨胀土压力分布规律。结果表明,膨胀土吸水产生的膨胀力随着深度先增大,后减小。膨胀力的大小与膨胀土浸水的大小有关。     

含水率差异对膨胀性红黏土隧道施工力学行为的影响

膨胀性红黏土因其特殊的水敏性,使得自身遇水膨胀,是造成隧道围岩失稳的重要原因。 为建立含水率与膨胀率的关系,从 而明确含水率变化对大断面膨胀性红黏土隧道及支护结构受力变形的影响,以银西高铁庆阳膨胀性红黏土隧道为研究背景,通过 现场监测确定围岩含水率波动范围;结合室内试验建立含水率与膨胀性和抗剪强度的对应关系;将土体含水率变化条件下的膨胀 关系同材料受热膨胀特性进行联系,利用ABAQUS内置的温度应力场模拟湿度应力场,分析不同含水率作用下隧道围岩压力、衬砌 结构内力与变形量值的重分布规律。 结果表明: 开挖后不同含水率最终趋于饱和时,随着初始含水率的降低,围岩及支护结构受 力增大,仰拱与拱脚处相对位移提高,拱顶、拱腰与边墙处相对位移降低,整体安全系数逐渐降低;对开挖后洞周平均含水率20.7% 而言,最终趋于饱和时围岩压力安全系数为2.2,衬砌安全系数为1.1,围岩相对位移为0.97%;相比于围岩压力和衬砌结构受力, 含水率变化对洞周围岩变形影响最大;基于特殊地质情况,建议将隧道预留变形量提至150~180 mm。     

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。     

石灰改良膨胀土的强度特性试验研究

石灰作为一种外加剂,用来改良膨胀土作为路基的填料,但石灰改良土击实曲线比较平缓,最优含水率较难确定,而且,在最优含水率附近压实是否就能达到较高的强度,也难以确定。针对该问题,对不同初始含水率下石灰改良膨胀土的无侧限抗压强度、CBR强度进行试验研究,并对干湿循环影响下的改良膨胀土CBR强度进行试验。结果表明:石灰改良膨胀土在初始填筑含水率稍大于击实曲线所反应的最优含水率情况下能够达到较高的强度,建议在实际施工中充分考虑初始含水率这一填筑条件对石灰改良土改良效果的影响。