膨胀土的判别与分类

膨胀土是颗粒高分散、成分以粘土矿物为主、对环境的湿热变化敏感的高塑性粘土。它是一种吸水膨胀软化、失水收缩干裂的特殊土。正是由于这种土的显著胀缩特性,使膨胀土地区的房屋建筑、铁路、公路、机场、水利工程等经常遭受巨大的破坏。实践经验表明,把膨胀土误认为普通的非膨胀土实际上等于给工程建筑物埋下祸根。因此关于膨胀土的判别和分类,一直是工程界关心的问题。长期以来,人们对此进行了大量的工作,提出了许多膨胀土的判别与分类方法。本文旨在通过介绍目前国内外常用的分类与判别方法,明确分类思想,找出各自的有缺点,以为工程建设服务。     

利用神经网络进行膨胀土的膨胀力预测

膨胀土问题是工程地质和非饱和土力学领域中最为复杂的研究难题之一.膨胀土的分类、膨胀土的强度、膨胀力大小的测试与确定、以及膨胀土边坡的稳定性都是我国道路工程需要解决的重点问题.对于我国急速发展的公路工程来说是一个重大课题.关于膨胀力的测试已经有很多的资料,但对膨胀力的计算研究还很少见.本文引用BP神经网络来预测膨胀力的大小,通过输入测定的膨胀力作为网络学习样本进行训练,然后在matlab模式下进行预测,把预测结果与实验结果进行比较,发现能达到预期效果,可以运用到同类膨胀土的预测中去.     

港口结构抗震设计方法的发展（3）

以我国、美国和日本的港口码头设计规范、手册为基础,对我国、美国和日本港口码头抗震设计的方法进行了分析,同时介绍了国际航运协会标准《港口结构抗震设计指南》的有关规定。此系列论文共分6部分,该文为第3部分。分析和对比了上述规范中抗震设计时场地类别划分、地基液化判别、动主动土压力和动被动土压力的计算方法。对比表明,我国、美国和日本场地土的分类方法相似,但划分的类别数不同。对于地基液化,我国规范通过土的地质年代、黏粒含量和标准贯入击数采用两步判别法进行判别;美国港口设计手册采用地震剪应力方法进行判别;日本的液化判别方法比较复杂,采用土的均匀系数、标准贯入击数、等效加速度和循环三轴试验进行综合判别。对于动土压力计算,各规范都采用经典的物部-冈部公式或以该公式为基础改进的公式。     

中膨胀土膨胀率与含水率之间的关系

以某地区典型中膨胀土为依托,在现场取样并进行重塑,然后在不同初始含水率、不同干密度和无上覆荷载条件下,研究膨胀土吸湿膨胀率与含水率之间的关系。研究结果表明:在天然初始含水率和干密度条件下,中膨胀土吸湿膨胀率与后续含水率之间虽然呈非线性关系,但在很大含水率范围(约50%以内)内,中膨胀土膨胀率与含水率之间近似呈线性关系;随着初始含水率的增加,中膨胀土吸湿膨胀率、膨胀速率均降低;随着干密度的增加,中膨胀土吸湿膨胀率、膨胀速率均增加;中膨胀土在吸湿饱和后,其吸水性能并不会降低,土体继续保持之前的吸湿速率和膨胀速率,在含水率达到1.5～2.0倍的饱和含水率后,土体吸湿膨胀速率才逐渐降低,直至最后趋于稳定。     

膨胀土边坡抗滑桩数值模拟分析

以引江济淮膨胀土边坡为研究对象,以温度场模拟湿度场、建立温度场与湿度场等价转化条件,进而采用数值模拟方法研究膨胀土边坡吸湿膨胀变形机理、抗滑桩对膨胀土边坡的加固机理及抗滑桩在边坡上的最佳布置位置。取现场原状中等膨胀土并分别制成初始含水率15%(初始干密度1.45 g/cm~3)、初始含水率17.5%(初始干密度1.53 g/cm~3)、初始含水率20%(初始干密度1.60 g/cm~3)的三种土样,然后进行室内试验并获得土体普通物理力学指标参数及热力学指标参数。利用这些参数,进行不同土质条件下膨胀土边坡吸湿膨胀变形的数值模拟及有抗滑桩条件下膨胀土边坡吸湿膨胀变形模拟。计算结果表明,不同土质条件下随着降雨时间增长边坡土体变形均在增长,但膨胀土初始含水率大、干密度大,边坡土体变形较小;抗滑桩能够大大降低膨胀土边坡滑坡风险,抗滑桩布置在边坡中部时,膨胀土边坡的变形最小。     

207国道襄阳改建段膨胀土路基处治方案研究

为了确定膨胀土性质及解决膨胀土路基处理的设计方案，对207国道襄阳市北段改建工程沿线膨胀土进行取样试验及土体改良试验分析。结果表明，沿线土体具有弱-中等膨胀性，通过土体改良试验，分别采用包边，加设土工格栅及掺灰改良3种不同的设计方案对膨胀土路基进行处理，通过分析比较，最终确定了膨胀土路基处理措施。     

膨胀土边坡失稳成因机制及其演化过程分析

膨胀土边坡失稳是一种常见的地质灾害,由于目前对膨胀土边坡的稳定性分析计算还不成熟,因此开展膨胀土边坡失稳成因机制及其演化过程方面的研究便显得尤为重要。为此,本文首先系统的总结了膨胀土物质组成的两大基本特征—地域性与非饱和性以及膨胀土边坡失稳的四大基本特征—浅层性、牵引性、长期性、季节性与局部性;在此基础上,提出了膨胀土边坡失稳成因机制的四大主控因素—路堑开挖、裂隙作用、水的作用、风化作用;最后,根据膨胀土边坡剖面力学分区特征,将其失稳演化过程划为三个阶段—初始张裂破坏阶段、剪切面扩展破坏阶段、整体变形破坏阶段,为后续深入研究膨胀土边坡的稳定性分析计算奠定了理论基础。     

石灰、粉煤灰改性膨胀土的对比试验研究

分别用石灰和粉煤灰作为外掺剂,进行了膨胀土的对比试验。研究了不同剂量对膨胀土"团粒化"作用效果的影响。对于石灰改性膨胀土而言,灰剂量在4%～6%时改性效果最佳;对于粉煤灰改性膨胀土而言,灰剂量在20%～30%改性效果明显。总体上石灰的改性效果比粉煤灰好。     

上覆荷载条件下邯郸强膨胀土膨胀本构模型研究

选取南水北调中线工程邯郸段强膨胀土进行室内有荷膨胀率试验,研究了侧限条件下邯郸强膨胀土膨胀率与压实度、初始含水率、上覆荷载之间的关系。建立了膨胀率与压实度、初始含水率、上覆荷载之间的本构模型。可根据膨胀土的压实度、初始含水率及上覆荷载,估算其可能产生的膨胀变形量,具有较好的工程应用价值。     

基于NCEER法与建筑抗震设计规范法的砂土液化判别方法*

《建筑抗震设计规范》中建议的方法对深层地基土的判别结果偏于保守,NCEER法判别计算复杂,另外对深层地基土的判别也偏于不安全。对基于标准贯入击数的NCEER液化判别方法进行简化,推导了临界锤击数的表达式,并将其与规范法相结合,提出改进的简化临界锤击数计算方法。该计算方法仅与计算点深度与地下水位埋深有关,公式应用方便,便于工程人员掌握。