酸雨湿干循环作用下百色膨胀土裂隙发育规律及其微观机制

为弄清酸雨与湿干循环共同作用对膨胀土裂隙发育的影响,以广西酸雨重灾区的百色原状膨胀土为对象,室内设置高清照相机观测记录经不同酸雨与湿干循环作用后试验土样的裂隙发展,用Image-Pro Plus （IPP）图像处理软件获取土体裂隙特征参数,并采用扫描电镜（SEM）和X射线衍射法研究试验过程中土样的微结构及化学成分演变。据此,从分析膨胀土叠聚体间微结构受力及裂隙发育演化2个方面,探究酸雨与湿干循环作用下土样的裂隙发育规律及其微观机制。结果表明：酸雨将促进试样裂隙发育,酸雨pH值越小,裂隙发展愈明显;相比中性水的湿干循环环境,湿干次数n=1、湿度为17%~18%的试样,在pH值为5和3酸液作用下,实测的裂隙面积率分别增大11.0%和69.1%;当n增至4、湿度为7%~8%时,试样裂隙面积率的增幅分别达17.3%和31.8%,可见酸雨与湿干循环的共同作用对试样裂隙发育的促进作用更加显著。微观对比分析得出,酸雨与湿干循环共同作用使土中胶结物质迅速流失,土粒间化学胶结力P_f、静电引力P_j和土粒自重P_z均减小,土样横截面的平均强度下降,导致叠聚体微结构由于相互引力的减小而逐渐分离,形成新的孔隙,且新孔隙将由表及里不断拓展,进一步引起土样结构中的含水率不均匀分布,并加快其脱湿速率,最终造成土中裂隙发育加剧。     

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。     

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。     

石灰处理膨胀土的膨胀特性

本文提出了一种直接评价处理膨胀土最佳石灰含量的方法，做了５０组超载膨胀试验，这些试样是用不同百分比的熟石灰处理过的，对其进行了相同的室内试验，确定了最佳石灰含量。试验的结果表明，石灰的掺加量达到２％最佳，超过此值就会被处理土的膨胀特性产生相反的作用。石灰含量达到４％和６％，膨胀率就是未处理土的两倍，石灰含量为８％时，膨胀率是未处理土的１．７５倍。发现随着固化时间的推移，特别是对石灰含量百分率很高的     

肯尼亚蒙巴萨地区膨胀土膨胀特性试验研究

以肯尼亚蒙巴萨地区典型膨胀土为研究对象，进行了室内无荷载和有荷载条件下的膨胀率试验，探究了膨胀土膨胀特性与初始含水率、干密度及上部荷载的关系。结果表明:该试样的膨胀变形可分为膨胀加速、膨胀衰减和膨胀稳定三个阶段；膨胀速率和膨胀稳定量与干密度和初始含水率密切相关。在无荷载试验条件下，随着干密度和初始含水率的增加，膨胀率基本呈线性变化趋势；在有荷载试验条件下，上部荷载会对膨胀土的膨胀有显著的抑制作用；膨胀土膨胀率随上部荷载的增加呈线性关系降低。     

工业废渣复合材料稳定膨胀土应用研究

为了验证工业废渣复合材料对于膨胀土的稳定处理效果，通过化学组分分析，明确稳定膨胀土作用机理，采用击实试验、膨胀率试验和CBR试验，分析不同掺量稳定膨胀土的击实、膨胀和强度特性变化规律，按照膨胀率和CBR双控原则，确定稳定膨胀土最佳掺量为4.5%，并与相同掺量石灰稳定膨胀土性能进行对比。试验结果表明:随着工业废渣复合材料掺量增加，稳定膨胀土的膨胀率逐渐减小，CBR值逐渐增大。相同掺量下，工业废渣复合材料稳定膨胀土的CBR值高于石灰稳定土，能够满足膨胀土路基稳定处理要求，可以替代石灰用于膨胀土稳定处理。     

干湿循环作用下改良膨胀土力学指标的变化规律

为探索改良膨胀土力学指标随干湿循环作用的变化规律,根据膨胀土改良及击实试验成果,进行了干湿循环作用不同次数后的直接剪切、固结试验及CBR强度试验。试验结果表明:干湿循环作用造成的试样表面松散,导致了改良膨胀土力学指标的快速下降,但经历多次干湿循环,试样表面的松散程度及深度并未显著增加,改良膨胀土的力学指标随干湿循环作用次数增加趋于稳定。     

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。     

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。     

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...     

膨胀土边坡在干湿循环作用下的稳定性分析

针对南阳膨胀土边坡在干湿循环下的稳定性会产生较大变化，运用Geo-Studio软件进行数值模拟，定量研究了该膨胀土边坡的水分运移和稳定问题。首先使用SEEP/W模块对膨胀土边坡的水分运移进行模拟，然后基于SEEP/W计算的孔隙水压力结果，采用SLOPE/W对各个重要工况的安全系数进行计算。研究结果表明:孔隙水压力对干湿循环的响应较为迅速，呈现明显的往复循环，但在干燥过程中边坡底部土体响应存在一定滞后性。同时，膨胀土边坡的安全系数随着干湿循环次数的增加而非线性减小，在干湿循环五次后最终减至0.6。     

干湿循环作用下红砂岩强度劣化特性试验

为探究库水位周期性涨落条件下,库岸边坡消落区岩体的强度劣化特性及损伤演化规律,以红砂岩为研究对象,通过干湿循环试验模拟库岸边坡岩体的实际赋存环境,以常规单轴、三轴试验为手段,开展干湿循环作用下红砂岩强度劣化特性试验研究,分析干湿循环作用下红砂岩波速等特性的演化规律,定量分析了干湿循环作用对红砂岩强度主要力学参数的影响,并提出了基于黏聚力的损伤变量。结果表明：随干湿循环作用次数的增多,红砂岩的波速逐渐减小,孔隙率逐渐增大,减小和增大的趋势呈现出明显的三阶段特征,红砂岩单轴强度也逐渐减小,对应的峰值应变逐渐增大,其破坏形式为脆性破坏;以波速计算的红砂岩损伤变量表明,损伤变量随干湿循环次数的增多呈非线性增大趋势,可采用幂函数拟合;干湿循环作用下红砂岩黏聚力显著减小,而摩擦角变化不明显,干湿循环作用主要通过弱化黏聚力造成红砂岩单轴强度的降低,单轴抗压强度降低百分比η_1N与黏聚力降低百分比η_2N呈显著非线性对应关系;提出了基于黏聚力衰减的新损伤变量,并通过与波速损伤变量的计算值和试验值的对比验证了该损伤变量指标的合理性。     

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。     

路基石灰稳定土的强度特征与干湿循环损伤效应

为研究干湿循环作用对路基石灰稳定土填料的力学性能的影响及机理,首先开展石灰稳定土的击实试验以确定最优石灰掺量,然后对不同含量的石灰稳定土试样进行无侧限抗压强度试验,结合扫描电镜试验分析强度改性的微观机理。结果表明:石灰掺量为6 %的土样最大干密度达到峰值,密实度最优;干湿循环作用造成石灰稳定土力学特性的显著下降,随着干湿循环从零增至10次的过程中,石灰稳定土的无侧限抗压强度、弹性模量逐渐衰减,且养护28天的强度指标明显高于养护7天的试样;随着干湿循环次数增加,石灰稳定土内部孔隙的数量不断增加,尺度不断扩大;由微观图像发现石灰稳定土中的孔隙在干湿循环中逐渐扩大,密实度逐渐下降。     

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...     

干湿循环条件下建筑垃圾再生材料的抗变形能力研究

依托某城市快速路工程建设，研究建筑垃圾用于路基材料的干湿循环特性，并结合工程中涉及的筑路材料和特性，研究干湿循环条件下建筑垃圾再生碎石的最大粒径及在水泥改性条件下对抗变形能力的影响。研究结果表明:随着干湿循环次数增加，抗变形能力逐渐减弱；随着最大粒径增加，再生碎石产生的累计塑性应变逐渐减少，且碎石较多的试样对干湿循环次数更敏感；水泥改良后的再生碎石，能有效地避免孔隙粒径和数量扩张，相对未经改良的再生碎石，水泥改良能降低28.1 %～54.2 %的累积塑性应变；表明水泥的掺入，能为再生碎石形成具有一定强度的网状结构，增加内部结构的稳定性，提高在干湿循环作用下的抗变形能力，可用于建筑垃圾筑路材料的改性。