南阳邓州段高速公路非饱和膨胀土边坡稳定性分析

膨胀土边坡失稳常常形成区域性的地质灾害,非饱和膨胀土边坡的稳定问题是岩土工程界迫切需要解决的一个难题。针对南阳地区的膨胀土的特点,结合南阳膨胀土地区高速公路工程实例,通过非饱和膨胀土的膨胀力试验和直剪试验,研究了膨胀土的吸力等效膨胀力与初始含水量之间的变化规律及其相关关系;最后,采用两类计算工况对非饱和膨胀土边坡进行了稳定性计算分析,评价了吸力等效膨胀力对非饱和膨胀土边坡稳定性的影响,并进一步验证了基于卢肇钧的非饱和土强度理论公式研发的强度折减有限元软件的适用性。     

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。     

陕南地区公路膨胀土路堑的处治措施及解决方案探讨

针对当前陕南地区公路建设面临的膨胀土工程问题和地质灾害的困扰，分析膨胀土的物理及力学性质，结合当地公路膨胀土路堑边坡错误处理的问题，对路堑边坡膨胀土解决的方式、方法及可能的解决途径进行探讨，提出膨胀土路堑工程的整治方案，总结了膨胀土路堑整治的经验。     

石屑改良膨胀土的剪切特性试验研究

为了研究石屑作为膨胀土物理改良材料的可行性,通过直剪试验研究了石屑掺量、初始干密度对石屑改良膨胀土的抗剪强度及其指标的影响。结果表明:石屑可显著改善膨胀土的抗剪切性能,但石屑掺量、初始干密度对膨胀土的抗剪强度参数和抗剪强度的影响各异。过大的石屑掺量会降低膨胀土的黏聚力,提高膨胀土的内摩擦角,但降低膨胀土的抗剪强度。提高初始干密度可提高膨胀土的黏聚力、内摩擦角和抗剪强度。在石屑改良膨胀土路基施工中,适宜的石屑掺量和较高的压实度,对提高石屑改良膨胀土路基施工质量有利。     

西康铁路膨胀土路基设计特点

针对陕南地区膨胀土的特性 ,在充分调查和分析既有膨胀土铁路路基病害的基础上 ,制定了适合该地区膨胀土的新型路基结构形式 ,对西安至安康铁路膨胀土路基设计进行了总结 ,可供研究和处理类似问题借鉴     

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。     

中等膨胀土作路基填料的应用条件

我国广泛分布膨胀土的地区,如何使用膨胀土作为路基填料一直是工程建设的难题。在总结膨胀土路基病害类型和产生原因基础上,以成都粘土为例,分析了膨胀力、无侧限强度和动强度随含水量、压实系数的变化,从防止膨胀土对路基稳定的不利影响的角度,讨论了膨胀土作为路基填料的应用条件。     

用环境扫描电子显微镜研究膨胀土在不同含水量下微观结构的变化

该文描述了环境扫描电子显微镜(ESEM)高分辨率以及能够在低真空(1~20Torr)环境下工作的特点,不需要对膨胀土土样进行脱水、干燥、导电等一系列处理,研究膨胀土在不同含水量下微观结构的变化,发现镇江南徐地区膨胀土的微观结构在含水量较低时,表现为集粒结构,在含水量较高时,定向性增强趋于紊流结构。并用Matlab软件处理膨胀土干燥状态下ESEM照片,得出孔隙所占面积以及孔隙大小等,可为膨胀土的微观结构与工程性质关系的研究奠定基础。     

湖南某高速公路膨胀土变形特征相关性试验研究

通过室内大量膨胀土试验，对湖南某高速公路3种膨胀土击实土样的变形特征相关性进行了研究。研究结果表明：对于同一种膨胀土，其膨胀力和膨胀量的大小主要取决于土的含水量和干密度；根据试验数据进行半对数线性回归分析，线性相关显著；同时对膨胀土的变形机理进行了探讨。研究结果为膨胀土路堤的设计及膨胀土地基处理提供了重要依据。     

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。     

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。     

膨胀土路基压实和承载强度研究

依托广西崇左~上思二级公路建设项目,在室内试验和现场修建试验路段相结合进行大量数据采集的基础上,较深入地分析弱膨胀土路基填筑中压实度、压实功、含水量、CBR等的特点及其关系。同一种膨胀土,击实功越大,最大干密度越大,最佳含水量越小。不同种类的膨胀土,在相同击实功下,膨胀性越小CBR越大。同一种膨胀土,击实功越大,CBR越大,但最大CBR所对应的含水量都大致相等。项目所在地,干旱季节大部分弱膨胀土的天然含水量大致都在15%~18%之间,这正好与该地区弱膨胀土CBR达到最大值时的含水量相对应。而且,这个含水量区间虽比标准击实时的最佳含水量要大4%~7%,但只要不超出这个区间的上限,在现场路基施工时就可通过增加压实功很易使其达到压实度要求。     

吉图珲高铁深路堑膨胀土工程特性的试验研究

以新建吉图珲高速铁路GDK275+470~GDK276+432段深路堑工程为依托，对边坡膨胀土进行了物理特性、胀缩特性、强度特性、冻融特性等试验。研究结果表明:膨胀土具有高含水率、低密度的特征；膨胀土的膨胀率与含水率及上部垂直荷载呈负相关，与压实度呈正相关，压实越紧密，其膨胀率越高；在临界含水率以内时，膨胀土含水率与抗剪强度参数之间存在线性相关关系；土体黏聚力随着冻融循环次数的增加，降低至初始值的80%左右，但冻融循环次数对内摩擦角的影响较小。     

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。     

降雨条件下南宁膨胀土坝体填筑稳定性分析

利用南宁膨胀土的物理力学性质,建立均质土坝模型,针对广西地区的气候条件,并根据非饱和膨胀土的强度随含水量变化的规律,利用数值模拟的方法研究在降雨条件下膨胀土坝填筑过程中的稳定性分析以及降雨持时对分层填筑的影响,并得到了膨胀土坝在降雨入渗后,其稳定性受到影响的结论,为土坝填筑施工参数的控制提供依据和注意事项。     

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。