不同膨胀潜势等级的膨胀土残余强度环剪试验研究

为探讨不同膨胀潜势等级的膨胀土残余强度与其成分特征的相关性,采用经自主改装的环剪仪开展Denver强膨胀土、荆门中、弱膨胀土环剪试验研究,并与排水反复直接剪切试验结果进行系统对比分析,在此基础上,用实测结果探讨残余强度与土成分特征相关关系的适用性。结果表明:(1)环剪试验测得Denver强膨胀土、荆门中、弱膨胀土有效残余强度内摩擦角分别为11.3°,12.3°,23.7°,比排水反复直接剪切试验测得的低1.7°~3.3°,并无应力相关性且具很好精度,更适于在工程中应用。(2)相关经验关系和公式存在高估或者低估膨胀土有效残余强度内摩擦角的情况。(3)残余强度与土成分特征间定性关系非常明确,上述经验关系对一般土性状况下残余强度预测较为准确;但在土成分复杂状况下,定量准确预测较为困难,这也反映出实测的重要性与必要性。

石膏质岩膨胀潜势及隧道衬砌结构受力特征研究

隧道工程穿越石膏质岩地层时,常面临围岩吸水膨胀问题。膨胀潜势作为石膏质岩的膨胀特性之一,对于隧道衬砌结构受力特征有着重要影响。以五指山隧道的石膏质岩为样本,基于膨胀特性试验和BET比表面积分析,确定了其膨胀潜势判定标准;通过数值模拟分析不同围岩膨胀潜势对五指山隧道衬砌结构受力的影响。研究结果表明:石膏质岩的水化程度与膨胀特性指标和BET比表面积均呈负相关;综合膨胀率、膨胀力和BET比表面积3个指标可快速准确判定石膏质岩的膨胀潜势。对于五指山隧道,其围岩膨胀潜势在由非膨胀到强膨胀的变化过程中,拱腰和墙脚位置出现应力集中,拱顶位置拉应力增加、压应力减小,仰拱位置压应力增长约12倍;初期支护结构各部位水平位移均降低,而竖直方向位移均增加,其中位移增量峰值位于仰拱,峰值为2.14 cm,增长率峰值位于拱顶,峰值为6.7倍。

不同荷载作用下膨胀土的膨胀率与膨胀潜势试验

以广西百色某隧道膨胀土围岩为研究对象,开展了不同荷载作用下的有荷膨胀率试验,获得了膨胀潜势定量的计算方法,研究了膨胀率与膨胀潜势随时间、压力的变化规律.研究结果表明:有荷膨胀率随着压力的增大而减少,膨胀潜势则逐渐增大,膨胀率与压力的关系可按幂函数的关系拟合,且相关程度较高;膨胀土的膨胀率与膨胀潜势对压力变化的响应在低应力条件下比高应力条件下更加敏感,稳定后的含水率与膨胀率随压力的变化趋势基本相同;膨胀率的增长率在浸水2 h内随着压力的增大,由逐渐减小变为逐渐增大,2~6 h内基本保持稳定;在试验开始时,同一种膨胀土的膨胀潜势相同,由于上覆压力的因素,改变了土颗粒间的排列方式与水分扩散路径,后期膨胀潜势的差异性逐渐增大;膨胀潜势随时间、压力的变化趋势与膨胀率变化趋势意义相同,膨胀潜势能较好地描述膨胀土膨胀特性发展的过程.

太中银铁路膨胀土(岩)地层膨胀潜势探讨

以太中银线膨胀土(岩)地层为对象,根据做出的自由膨胀率、蒙脱石含量和阳离子交换量数据,叙述太中银线膨胀土膨胀潜势的分级概况。

Kohonen神经网络模型在膨胀土膨胀潜势分类中的应用

文章研究了运用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。

灰色优化理论模型在膨胀土膨胀潜势评判中的应用

根据灰色关联分析原理，将待评判的膨胀土的标准指标值组成参考数列，实测的影响膨胀土膨胀的指标值组成被比较数列，运用扩展的最小二乘方准则构造目标函数，即全体对象对于各标准模式间的权广义距离平方和最小，从而构造拉格朗日函数，得到灰色优化理论模型，结合实例说明了该模型的应用，并与ＧＢＪ１１２－８７《规范》规定的限界值相比效法及条例法的结果进行对比分析．

用沥青加固剂控制约旦土膨胀潜势与湿陷潜势的研究

本项研究的主要任务是研究沥青作为土壤加固剂的效果。为此选取北约旦具有一定工程问题(如膨胀性与湿陷性)的4种不同土壤,其中两处是膨胀土,而另两处是湿陷土。 为进行此项工作,制备了占干土重量3％、5％、7％与10％的沥青与土混合物。将天然土和用沥青处理的土作相同的室内试验,以观测沥青对膨胀及湿陷潜势的影响。 试验结果表明,沥青在加固试验的土中是有效的。在与土混合时,沥青起着土颗粒间的粘合剂作用。此外,试验结果表明稀释的沥青百分率超过7％时,对膨胀及湿陷潜势不会产生明显的降低。

不同膨胀潜势等级的膨胀土特性试验研究

以南水北调中线工程的南阳弱、中膨胀土及邯郸强膨胀土为研究对象,进行了三种膨胀土的基本物性试验、矿物成分X射线衍射试验及Zeta点位试验,结果表明:自由膨胀率与界限含水率、自由膨胀率与粒度成分的相关性,得到液限、塑限、塑性指数、黏粒、胶粒含量与自由膨胀率正相关,粉粒含量与自由膨胀率负相关;三种膨胀土亲水矿物成分总量均大于50%,膨胀性与黏土总量正相关;Zeta电位与膨胀性正相关;据阳离子交换试验,得到阳离子交换量与膨胀性、黏土矿物总量及Zeta电位正相关。

膨胀土地基膨胀特性对无砟轨道路基变形性能的影响

为研究膨胀土地基浸水膨胀行为对无砟轨道路基力学与变形特征的影响,首先,基于温度场等效湿度场理论,引入材料热属性,通过热-力耦合分析方法模拟膨胀土的膨胀特性;其次,建立双线铁路无砟轨道-基床-膨胀土地基的三维数值模型,并验证其可靠性;最后,研究膨胀土地基的膨胀潜势(以热膨胀系数表征)和膨胀区域(以膨胀区域纵向长度表征)对无砟轨道路基力学与变形性能的影响。研究结果表明:在局部浸水情况下,膨胀土地基的膨胀行为引发了无砟轨道结构的隆起、纵向不平顺和侧向倾斜现象;这些现象随着膨胀土地基的膨胀潜势增大和膨胀区域扩大而更加明显;当膨胀土地基中的膨胀区域沿路基纵向长度超过10 m后,无砟轨道结构的侧倾角度增幅很小;基床层填料的压缩引起路基隆起变形衰减,其衰减率随地基膨胀潜势增大而增大,随地基膨胀区域扩大而减小。本文提出将无砟轨道结构的隆起量、隆起纵向不平顺性以及侧倾角度同时作为膨胀土地区无砟轨道路基的性能控制指标;建议采取降低路基隆起变形横向分布不均匀性和膨胀土地基湿度分布梯度的措施,以减小无砟轨道结构的侧倾程度。

贵南高铁南宁段古近系泥岩膨胀性判别指标适用性分析

贵南高铁南宁段古近系泥岩是湖沼沉积型半成泥岩,易遇水软化,失水崩解,有一定胀缩性。依托贵南高铁南宁段泥岩样品膨胀性试验数据及路堑边坡人字型骨架开裂的实际现象,采用了相关性、线性回归、匹配度等分析方法,对膨胀性判别指标适用性进行了研究。研究结果表明,干燥饱和吸水率单指标膨胀潜势分级结果与实际较接近,天然湿度样品的膨胀力、交换阳离子含量、蒙脱石含量及自由膨胀率等单指标膨胀潜势分级结果易下降1–2个等级。

外加剂改良膨胀土试验研究

以江淮地区弱膨胀土为研究对象,选取胀缩总率为评价指标,研究水泥、石灰、玄武岩纤维和固化剂4种改性材料对膨胀土改良效果的影响,并对水泥、石灰改良膨胀土的抗剪强度进行了研究。试验结果表明:随着外加剂掺量提高,改良土的胀缩总率逐渐减小,且趋势减缓。同等掺量下,石灰改性效果优于水泥,固化剂和玄武岩纤维改性效果不明显。随着外加剂掺量增加,改良土的黏聚力和内摩擦角逐渐增大,趋势减缓;同等掺量下,石灰改性土的抗剪性能优于水泥改性土。

引江济淮工程江淮沟通段膨胀土物理力学特性分析研究

文章基于大型水利工程引江济淮工程实际,通过对引江济淮工程江淮沟通段的膨胀土土工试验数据进行整理,分析研究不同膨胀等级膨胀土相关物理性指标及物理力学性指标之间的关联性,并结合现场施工地质调查的土体特征,总结不同膨胀等级膨胀土地质特征差异性,可以为更好地了解该区域内的膨胀土特性提供参考。

LVQ神经网络在膨胀上膨胀潜势分类中的应用

通过运用LVQ神经网络方法对膨胀土膨胀潜势进行分类的原理和方法进行研究,建立了膨胀土膨胀潜势分类判别的LVQ神经网络模型,用此模型对云南省楚大膨胀土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。

膨胀土判别与分类方法探讨

膨胀土的胀缩等级评判是进行膨胀土处治的首要任务,开展膨胀土的判别与分类方法探讨具有重要意义。对现有膨胀土判别与分类方法进行了评价,对反映和表征膨胀土胀缩机理和特性的指标进行了深入探讨,提出了以能充分反映和表征膨胀土胀缩机理和特性的液限、塑性指数、自由膨胀率、小于0.005mm颗粒含量、胀缩总率等5个指标作为膨胀土的判别指标,建立了一种新的膨胀土判别与分类方法,并通过试验进行了验证。新的膨胀土判别与分类方法具有准确度高、易操作的优点。

荆门膨胀土的水稳定性及其力学效应

本文针对湖北襄荆高速公路膨胀土,在室内开展了原状土在脱湿吸湿过程的无侧限抗压强度演化特征与击实土的胀缩性状及力学效应试验研究,发现原状膨胀土的工程性状同时受含水率与裂隙性的耦合影响,耦合程度随裂隙发育程度和膨胀潜势等级而各异;膨胀土的CBR值随其含水率的变化规律类似于击实曲线,但CBR峰值含水率大于最佳含水率,并非压实度最大时CBR值也最大,CBR值取决于击实膨胀土浸水膨胀后的含水率与干密度以及结构所处状态;膨胀土路堤填筑除考虑压实度与CBR值要求外,尚需考虑胀缩总率的影响,为深入认识膨胀土的工程特性提供了帮助。

改性膨胀土路基受水特性

研究了路基土场土的物理性能、矿物组成及胀缩特性,采用多种方法综合评价土场土膨胀潜势;通过多种配比的石灰改性方案分析,土样胀缩性能均有明显改变。以所选土场土填筑试验工程,观测自然受水条件下高压实度膨胀土路基受水特性,发现路基成型初期受水后,含水量急剧增加,压实度明显降低,强膨胀潜势层位出现在高压实区;90d后路基弯沉观测趋稳定,路基强度形成。结果表明弱—中性膨胀土石灰改性后填筑的路基,其受水影响主要表现在路基成型初期,自然失水干燥后路基强度逐步恢复。

宁明膨胀土研究的新进展

广西宁明是著名的膨胀土分布区,20世纪70年代,宁明膨胀土曾造成该区大批工业民用建筑物的严重破坏,对此不少专家、学者曾进行深入的现场调查、变形监测和系统的试验研究。进入新世纪以来随着高速公路建设的迅猛发展,不少公路穿越膨胀土地区,南(宁)友(谊关)高速公路便是其中之一。由于膨胀土对公路的严重危害性以及高速公路对质量的高要求,结合南友路修建,再研究宁明膨胀土工程地质特性及对公路施工和运营的影响有着重要的理论意义和工程价值。另一方面,随着近20年来粘土矿物定量测试技术的进展和膨胀土基础理论研究的深入,再研究在对宁明膨胀土粘土矿物的组成、膨胀土的工程性质与成因关系、膨胀土的干燥活化效应以及改性膨胀土的效果等方面均获得新的进展。

皖西膨胀土标准吸湿含水率特征

以周集-六安高速公路为工程背景,探讨标准吸湿含水率在皖西膨胀土判别和分类中的适用性,以及与其他判别指标的相关性.研究表明,标准吸湿含水率和塑性指数在膨胀土的判别上较为一致,但按自由膨胀率判别的膨胀潜势整体较弱,说明新公路规范推荐的判别与分类标准不适用于皖西膨胀土;标准吸湿含水率与液限、塑性指数、自由膨胀率和胶粒含量等判别指标具有一定的相关性,决定系数达0.50～0.73,在一定程度上反映了膨胀土的本质属性,可作为辅助判别指标.

北部引嫩干渠膨胀土分布与相关因素研究

从北部引嫩进水闸渠首0km开始至203km止,调查了干渠203238.0m,包括堤体膨胀土长149243.0m,(占73.43%);堤基长168206.5m,(占82.76%)。其中自由膨胀率与潜势分类:堤体弱、中潜势自由膨胀率149243.0m占73.43%;堤基弱、中潜强势长168206.5m,占82.76%。引嫩干渠土样均值;天然含水率22.54%;天然干密度1.63g/cm3;膨胀率:膨胀力23.98kpa;无荷载1.07%;50kpa荷载0.325%。原状土收缩试验:线缩率4.305%;体缩率11.89%;收缩系数0.43。这些研究成果已在北部引嫩干渠扩建设计与施工中进行了应用。

陕南膨胀土判别与分类的模糊综合评判

用模糊数学方法,选用与膨胀土胀缩特性有关的指标:粘粒含量(m_(0.005))、液限(W_L)、液性指数(I_L)、线缩率(e_u)、自由膨胀率(δ_(ef)),对陕南地区膨胀土进行了模糊综合评判。其结果可分为3类:一类是灰白、灰绿色强膨胀潜势膨胀土;二类是三级以上阶地上黄褐-棕红色的中等膨胀潜势的膨胀土;三类是二级阶地上褐黄-黄褐色弱膨胀潜势的膨胀土。