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。     

膨胀土分类方法研究

膨胀土胀缩等级的确定是膨胀土地区工程建设的重要工作。对国内外现有膨胀土的分类方法进行了综述,通过对现有膨胀土分类方法的对比,指出了各种膨胀土分类方法的优缺点。同时通过室内试验,采用标准吸湿含水率对常张高速公路和南友高速公路地区的膨胀土进行了重新分类,为今后在这些地区的工程建设提供了参考数据。     

膨胀土的判别与分类及其成因

膨胀土在我国的分布面积很广，已造成的灾害损失触目惊心。随着我国公路建设的迅速发展，其对公路工程的各种危害也日益严重，因此，在公路工程设计和施工中，加强对膨胀土分布的了解及对它的危害性采取有效的防范措施，就晃得非常必要。本文着重讨论了有关膨胀土的基本概念、特点、判别方法、判别指标以及分类方案和分布与成因等问题。     

膨胀土路基填料的判别与分类方法研究

依托广西崇左—上思二级公路的膨胀土路基工程,通过对现有膨胀土分类与判别方法的分析与探讨,提出了能充分反映和表征路基膨胀土的要求和胀缩机理的液限、塑性指数、自由膨胀率、<0.005 mm颗粒含量、CBR膨胀率的五指标判别方法,并用灰色类聚法进行验证,得到了基本一致的判别与分类结果。     

膨胀土填料分类指标体系的合理性验证

为进一步检验膨胀土填料分类指标体系的合理性,对在建广西百隆高速路上3种膨胀土系统开展了基本土性和各种强度、变形等路用性能试验,全面分析测试结果并对照新填料分类体系,3种土样均满足以改进CBR值、改进CBR膨胀量和稠度为指标的分级标准,都可直接用于下路堤填筑。据此,按物理处治技术原理并结合工程实施条件,采取粘土包边膨胀土夹层填芯方案,将性质最差的1号土分2阶段填筑于ZK176+135～+410路段,共消耗膨胀土60 000 m3,跟踪检测表明,路堤施工质量良好。通过系统试验和修建工程实体验证了膨胀土填料三指标分类体系的合理性。     

潭邵高速公路特殊膨胀土分类研究

针对潭邵(湘潭—邵阳)高速公路膨胀土的特殊性质，结合室内实验，提出了适用于潭邵高速公路特殊膨胀土的新的分类方法，为潭邵高速公路特殊膨胀土地基和边坡的可靠分析提供了依据。     

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。     

基于贝叶斯判别分析方法的膨胀土胀缩等级分类

应用贝叶斯判别分析理论和方法,选用粘粒含量、粉粒含量、液限、塑限和塑性指数5项指标作为判别因子,建立了膨胀土胀缩等级分类的贝叶斯判别模型。通过具体的计算实例说明了该方法的应用步骤,并对该方法的合理性和有效性进行了验证。     

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。     

Kohonen神经网络模型在膨胀土膨胀潜势分类中的应用

章研究了运用Kohonen神经网络方法对膨胀土膨胀潜势进行分类的原理和方法，并建立了膨胀土膨胀潜势分类判别的Kohonen神经网络模型。利用此模型对陕南膨胀土的膨胀潜势进行了判别分类。结果表明，这一评价方法比其他方法更简洁，也更准确。     

基于AHP-EWM和云模型的岩体可致裂性分级评价

依托西藏林芝市公路改造工程,借鉴工程爆破中可爆性分级理论,提出了一种适用于CO₂相变致裂作用下岩体可致裂性分级的层次分析法(AHP)-熵权法(EWM)和云模型分级方法,并利用该方法对某工程岩体进行可致裂性分级评价。研究结果表明:该方法克服了传统分级方法固定评价模式的缺陷;根据可致裂性特点将拟建区域岩体分为二、三、四级。     

基于强降雨的膨胀土边坡稳定性分析

采用Midas-GTS软件,基于非饱和土强度理论Fredlund强度公式和饱和土有效应力原理,分析安康地区某膨胀土边坡在强降雨工况下坡体内各土层的孔隙水压力变化,并利用渗流-应力耦合研究边坡的稳定性。研究结果表明：随着降雨持时增加,膨胀土边坡体内孔隙水压力逐渐增大,表层膨胀土逐渐饱和,膨胀土的抗剪强度逐渐降低;同时降雨引起边坡体内地下水水位变化产生变化的空隙水压力。通过渗流-应力耦合分析,得出暴雨工况下不同降雨持时的边坡安全系数,其随降雨持时增加而逐渐减小,在降雨持时24h时安全系数降至0．89。     

膨胀土判别的属性测度模型

结合高速公路路基膨胀土的判别实践,提出了基于属性数学理论的膨胀土属性测度评判模型。首先根据《公路路基设计规范》对膨胀土评判要求以及有关专家学者的研究成果,提出用于膨胀土判别的评价指标,然后根据属性数学的基本理论构造属性测度函数,以属性测度函数计算单指标的属性测度和不考虑指标权重的综合属性测度,以该综合属性测度对膨胀土的膨胀等级进行判别,最后以置信度准则进行膨胀土胀缩等级的属性识别。研究中,以客观性权重和相似权分别对评价指标进行赋权,计算赋权后的评价指标的综合属性测度,从而对不考虑指标权重的综合属性测度评判模型进行对比和验证。结果表明,三者评价结果相同,且评价结果与《公路路基设计规范》评判法、模糊综合评判法的评价结果有较好的一致性。     

基于扰动状态理论的生物酶改良膨胀土K-G模型

以生物酶改良膨胀土的非线性弹性本构关系为研究对象,提出基于扰动状态理论的修正K-G模型。首先开展不同生物酶掺量条件下的重塑膨胀土样的等向固结排水试验和等p三轴固结排水剪切试验,研究生物酶改良膨胀土的应力-应变关系特征,基于非线性弹性K-G模型,分析生物酶掺量对膨胀土的切线体积模量K_t和切线剪切模量G_t中相关参数的影响规律。采用生物酶掺量作为扰动掺量,以试验和扰动状态概念为基础建立扰动函数,基于扰动状态理论对K-G模型进行修正,以反映生物酶掺量对改良膨胀土应力-应变扰动关系,使本构关系符合土体的实际变形过程,更合理地描述生物酶改良膨胀土的非线性弹性应力-应变关系。结果表明：通过对比ε_v-p及ε_s-q的试验曲线、K-G模型曲线与修正K-G模型理论计算曲线,体应变ε_v的K-G模型预测值小于试验值,而剪应变ε_s的K-G模型预测值大于试验值,修正K-G模型的体应变ε_v和剪应变ε_s的预测值都与试验值较为接近。修正K-G本构模型中各参数物理意义明确,与K-G模型中的参数确定方法一致,可以较合理地描述不同生物酶掺量扰动条件下改良膨胀土的变形特性。     

膨胀土判别与分类的模糊概率模型及应用

以模糊概率理论为基础,选取反映膨胀土基本特性的标准吸湿含水率、塑性指数、自由膨胀率、液限及小于0.002 mm胶粒含量为主要判别指标,建立了膨胀土胀缩等级分类的模糊概率模型。结合合肥—六安—叶集高速公路工程,利用模糊概率模型对其典型膨胀土进行了分类验证分析,其结果与实际膨胀潜势相当吻合。同时,对广西依托工程和全国其他地区的典型膨胀土进行了分析。结果表明,模糊概率模型具有很高的可靠性和广泛的适用性,在膨胀土判别与分类中有较好的应用前景。     

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。     

膨胀土路堤桩板式挡土墙离心模型试验研究

通过玉蒙铁路膨胀土路堤桩板式挡土墙离心模型试验,就路堤加筋、不加筋两种工况,以及最优含水量及富水两种含水条件进行模拟测试。试验结果得出,弱膨胀土路基加筋的作用效果十分明显,使路基的变形得到了有效控制,满足了设计要求。弱膨胀土含水量的变化对路基的变形有明显影响。