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。     

非饱和重塑膨胀土一维压缩蠕变特性试验研究

针对南宁膨胀土进行了一系列室内试验研究,探讨了非饱和重塑膨胀土在一维压缩试验下的流变特性。试验结果表明：预压土样含水率接近最优含水率时流变现象明显,非线性程度随应力和时间的增长而增强,无预压土样流变现象不明显;预压600kPa土样出现四阶段非衰减加速蠕变破坏;终应变随含水率的增大而增大、预压压力的增大而减小。     

非饱和膨胀土的土-水特性试验研究

以南宁高速铁路弱膨胀土填筑路堤在干湿循环下,土体非饱和特性的变化规律为依托,采用压力板仪法和滤纸法测试,对南宁重塑非饱和弱膨胀土室内的土-水特性进行了研究,并与现场监测情况进行对比分析。研究结果表明:土体土-水特性在干湿循环下,存在明显滞回效应;滤纸法试验值与现场监测值更为接近,所得方程对路堤土-水特征稳定性预测效果更佳。     

南宁膨胀土直剪蠕变特性及长期强度试验研究

针对南宁膨胀土进行了一系列室内直剪蠕变试验,探讨了南宁非饱和重塑膨胀土在直剪条件下的蠕变特性.试验结果表明:由于膨胀土的膨胀力一直在发生作用,膨胀力抵消了部分竖向荷载,使土的结构变松,加速了剪切蠕变的发展,所以在剪切荷载达到长期抗剪强度极限之后,当竖向荷载足够大时土体表现为以恒定的蠕变速率一直加速蠕变下去,当竖向荷载不够大时土体表现为突然被剪坏;在含水率为16%的条件下土样的长期强度约为短期强度的72.9%,长期强度的指标粘聚力c和内摩擦角￠均比短期强度的小.     

非饱和软土路基在长期荷载作用下的一维固结沉降研究

将Kelvin蠕变模型与Duncan非线性弹性模型串联为非线性粘弹性蠕变模型，来描述非饱和软土路基的本构关系。本构方程结合非饱和土有效应力方程和孔隙水压力与孔隙气压力控制方程，推导出非饱和软土路基在长期荷载作用下的一维固结-蠕变耦合方程，可以求解非饱和土路基任意时间任意位置的孔隙水压力、孔隙气压力。利用求得的孔隙水压力和孔隙气压力通过积分可求得路基的竖向沉降量，并结合工程实例对方程进行了验证。     

南宁膨胀土的次固结特性试验研究

针对非饱和及饱和南宁膨胀土进行了一系列室内试验研究,探讨了该膨胀土样的非线性流变特性。试验结果表明：一方面,对于一定含水率的非饱和膨胀土,在加荷初期2h内,随荷载增加,应变迅速发展;当施加-的初始荷载较小时,6h后,试样应变随时间呈衰减趋势;当施加的初始荷载较大时,6h后,试样应变呈现非衰减小趋势,且含水率越大,非衰减趋势愈明显;饱和膨胀土样的e-lgt、e-lgp曲线与荷载是有关的;预压饱和土样的线胀率大约是无预压饱和土样线胀率的1倍。研究成果在理论学习及地基处理等方面都具有重大意义。     

南宁膨胀土的次固结特性试验研究

针对非饱和及饱和南宁膨胀土进行了一系列室内试验研究,探讨了该膨胀土样的非线性流变特性.试验结果表明 一方面,对于一定含水率的非饱和膨胀土,在加荷初期2 h内,随荷载增加,应变迅速发展;当施加的初始荷载较小时, 6 h后,试样应变随时间呈衰减趋势;当施加的初始荷载较大时,6 h后,试样应变呈现非衰减趋势,且含水率越大,非衰减趋势愈明显;饱和膨胀土样的e-lgt、e-lgp曲线与荷载是有关的;预压饱和土样的线胀率大约是无预压饱和土样线胀率的1倍.研究成果在理论学习及地基处理等方面都具有重大意义.     

非饱和膨胀土非线性流变特性试验研究

针对广西南宁膨胀土进行了一系列室内试验研究,探讨了非饱和膨胀土非线性流变特性.试验结果表明:分别加载、分级加载试验及考虑预压荷载的压缩试验中应变-时间曲线有相同的趋势:在小应力时,土体呈现一定的线性变形,在较大应力时曲线均可拟合成对数形式;预压处理对消除工后沉降有利;影响应变的最大因素是含水量,其次为密实度,最后为竖向应力.     

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。     

软弱土流变特性试验研究

利用室内三轴流变试验,研究北京地区粉质粘土在不同应力水平下的蠕变特性,试验结果表明,该类软弱土具有较明显的变形时效性。通过分析蠕变曲线的规律,选择广义开尔文五单元理论模型和时间硬化经验蠕变公式来描述该类软弱土的流变特性,并达到了良好精度,建立了适合北京地区典型软弱土的流变理论模型和经验模型。     

合肥膨胀土CMA改性效果对比试验研究

对CMA改性后中膨胀土的基本物理性质、击实特性；胀缩特性、力学特性等进行了3种配方的室内对比试验研究。结果表明，中膨胀土经CMA改性后，其自由膨胀率、液限租塑性指数显著降低，亲水能力大幅度下降；各项胀缩性指标较改性前也有大幅度下降；改性土的CBR值可达50％，浸水变形不到1％；在非饱水和饱水状态下，改性土都具有较高的抗剪强度和无侧限抗压强度，说明改性后其水稳定性较好。经对比分析，1#配方改性效果较好，较适用于合肥膨胀土的改性处理。     

现浇桥面湿接缝C65膨胀混凝土配合比试验研究

江津观音岩长江大桥为结合梁桥,为防止桥面板湿接缝在约束条件下产生裂缝,该桥面板湿接缝要求采用微膨胀混凝土,以补偿混凝土的收缩、徐变。试验通过测试膨胀混凝土掺不同的膨胀剂及同种膨胀剂在不同掺量条件下的限制膨胀率,比选出桥面湿接缝混凝土所要采用的配合比、膨胀剂类型及其掺量。     

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。     

石灰改良高速公路膨胀土路基的试验研究

试验研究了用石灰改良膨胀土的胀缩性，强度，力学性质等方面的变化，试验结果表明干法与湿法击实有较大的区别，石灰改良膨胀土掺灰量和检验标准可以从膨胀性能和强度2个方面确定。     

初始状态对膨胀土变形规律的影响

针对不同初始含水量和初始干密度的中弱膨胀土和石灰改性膨胀土,对上覆压力作用下的变形规律进行了试验研究,得到了其膨胀变形随稠度状态的变化规律。结果表明,稠度状态可以较好地预测上覆压力与线膨胀率之间的关系;稠度状态对膨胀土的影响很大,对同一种膨胀土和其石灰改性土有所不同,随着灰剂量的增加和上覆压力的增大,稠度状态对改性土影响逐渐变小。因此,在膨胀土路基施工过程,应合理考虑上覆压力和稠度状态来分层控制路基的压实。路基下基层可以适当提高填筑的稠度状态,上基层采用相应较低的稠度状态填筑,以减少膨胀率及膨胀力对路基造成的破坏。     

膨胀土路基的胀缩变形模型试验

为了研究不同气候条件下膨胀土路基的胀缩变形规律,通过8组膨胀土路基模型试验,对广西南友路宁明地段中等膨胀土和湖南常张路慈利地段弱膨胀土,在压实度为90%和不同排水边界条件下,模拟路基分别处于积水、阴天、日照、降雨4种条件,研究膨胀土路基中各位置测点的胀缩变形大小及变化规律等,获得了这两种膨胀土路基的竖向和水平方向的胀缩变形量与变化规律。研究结果对膨胀土路基的设计和施工,保护路基、路面及路基中的构造物具有重要的理论和工程实际意义。     

土工编织袋在路基工程中应用的研究

介绍一种新兴的加筋加固方法——土工编织袋法,可以很好地处理软弱地基。土工编织袋的加固原理是利用土工织物的拉伸强度约束土体,增加土体的强度,减小土体的变形。土工编织袋有广泛的应用前景,可以用于软土地基、弱一中膨胀土地基、沟塘填筑、路堤护坡、高岩石边坡的绿化以及桥头处理等。     

南宁膨胀土作路堤填料的土性试验

围绕南宁膨胀土能否直接用作路堤填料问题,系统开展了该类膨胀土的各种土性和路用性能试验研究。通过详细整理测试数据、系统分析试验成果,全面对照膨胀土路堤物理处治技术中新的填料分类指标体系,从路基填料的强度、变形和施工可碾压性3个方面逐一展开分析论证。结果表明:除一处土样天然稠度不满足要求外,其余南宁膨胀土均可直接用来填筑外环公路的下路堤;所得结果为该段路基实施物理处治方案设计提供了理论依据和参数。     

侧限条件下膨胀土膨胀变形试验研究

利用弹性力学的有关理论分析了侧限膨胀试验中土样的受力和变形特点,推导出了在无荷膨胀试验条件下,膨胀土膨胀系数的理论计算公式;针对南宁-友谊关公路宁明段灰黑色膨胀土填料进行了侧限有荷膨胀试验,利用有荷试验结果推导出了膨胀土在侧向约束、上部加压条件下膨胀应变与含水率、上部荷载之间的计算关系式。结果表明:上覆压力对膨胀变形起拟制作用,在其他条件不变的情况下,上覆压力越大,则膨胀变形量越小;膨胀土是对含水量变化特别敏感的土体,含水量增加是土体膨胀的直接原因,膨胀量与吸水量紧密相关,且与(w-w0)成正比关系;利用无荷试验确定了湿度膨胀系数的测定方法,并用试验结果对南友路膨胀土路堤的修筑提出了一些建议。