合肥地区膨胀土微观结构特征及改良机理

膨胀土在合肥分布较广,文章叙述了合肥地区膨胀土的分布、成因及形成年代,重点介绍了合肥地区膨胀土微观结构特征及改良机理,改良问题的研究具有现实意义和长远的战略意义.     

合肥市马鞍山南路膨胀土的工程性质试验研究

通过系统的室内试验研究了合肥市马鞍山南路典型膨胀土的工程性质。着重分析了该典型膨胀土的基本物理性质、胀缩性和抗剪强度特性，总结了合肥膨胀土的工程性质。可为合肥地区膨胀土的工程性质及其处治提供一定的参考作用。     

不同含水率膨胀土的无侧限抗压强度-电阻率试验研究

文章通过对不同含水率的合肥膨胀土无侧限抗压强度-电阻率试验,获取了不同含水率条件下合肥膨胀土的应力-应变-电阻率全过程变化曲线;分析了含水率对膨胀土强度的影响、膨胀土受压过程中应力-应变-电阻率的变化规律;探讨了膨胀土受压过程中导致电阻率变化的3种效应——压密效应、水连通效应和结构破坏效应,试验中不同含水率膨胀土试样电阻率的不同变化是3种效应的叠加和综合反映;探讨了不同含水率条件下,膨胀土初始电阻率、破坏电阻率与无侧限抗压强度之间的关系。研究结果有助于探索利用电阻率法评价膨胀土的强度特性,建立土体地球物理参数与强度特性之间的关系。     

合肥地区典型非饱和膨胀土蠕变模型试验研究

文章通过对合肥地区典型非饱和膨胀土试样进行大量的单轴抗压强度试验及单轴压缩蠕变试验,获得了土样的抗压强度及蠕变特性;基于试验结果,运用Burgers、Maxwell模型,通过数值模拟比较,分别提出了在100、200 kPa应力水平作用下典型非饱和膨胀土的黏弹性参数,并确定了Burgers模型能够准确地描述膨胀土的蠕变特性,从而为膨胀土工程设计和分析提供理论依据。     

膨胀土的循环胀缩特性试验研究

膨胀土分布的大多数地区气候都存在明显的干湿循环特征.这种气候的干湿循环会引起膨胀土含水量的变化,导致膨胀土发生胀缩循环效应.文章主要研究了合肥膨胀土的胀缩循环特性,试验结果表明,土样经过一个膨胀-干缩循环后再回到初始含水量点,土样的高度有所增加,不再是未膨胀前的高度,即膨胀与收缩并非是可逆的;膨胀土经过循环胀缩作用后,土体的胀缩性减弱,其抗吸水与抗失水的能力也随之下降;土的微结构变化主要集中在前几级循环胀缩过程中.     

考虑体积变化的膨胀土土—水特征研究

为研究考虑体积变化的膨胀土土—水特征,分析了体积含水率与重力含水率及孔隙比的理论关系,提出了考虑膨胀土体积变化的土—水特征曲线求解方法。以合肥膨胀土为研究对象,采用渗析法试验及滤纸法试验测定了重力含水率与基质吸力的关系,采用收缩试验测定了孔隙比与重力含水率的关系;根据本文方法,求得了考虑体积变化的合肥膨胀土土—水特征。结果表明:由渗析法及滤纸法可以分别获取土体在低吸力段及高吸力段的土—水特征曲线;收缩曲线可以用分段函数表示;膨胀土在吸水过程中体积发生了很大变化,不考虑这种体积变化将会高估膨胀土的体积含水率,且吸力越低,这种误差越大;采用van Genuchten模型对试验结果进行了曲线拟合,得到了试验土体考虑体积膨胀的土—水特征曲线拟合参数值:a=40.21,n=1.52,m=0.09;土样的初始干密度越大,同一吸力对应的含水率也越大。     

合肥地铁膨胀土膨胀及抗剪特性试验研究

为了考察合肥地区膨胀土的膨胀及强度特性,选取合肥地铁1号线某车站工程段膨胀土,进行击实土样的无荷膨胀率和直接剪切试验,研究了膨胀土的膨胀性和抗剪强度与其初始含水率、压实度的关系。试验结果表明,无荷膨胀时程曲线可以分为快速膨胀、减速膨胀、缓慢膨胀3个阶段。3个阶段的曲线变化特征与压实度和初始含水率有关;初始含水率相同情况下,无荷膨胀率随压实度的增大而呈线性增加,压实度相同情况下,无荷膨胀率随初始含水率的增大而呈二次函数型降低;压实度一定时,凝聚力随含水率增大而线性降低,但内摩擦角随含水率变化不大;含水率一定时,凝聚力随压实度的增大而线性升高,但内摩擦角随干密度变化不大。     

合肥膨胀土颗粒分形特性研究

文章对合肥膨胀土做无荷载膨胀试验,分别选取原状土、浸水3h、浸水24h及浸水72h土样进行电镜扫描;基于ArcGIS软件对环境扫描电子显微镜(environmental scanning electron microscope,ESEM)图像进行三维信息的提取,分析不同浸水时间下原状膨胀土的微结构、颗粒(团聚体)三维分形维数。结果表明:随着浸水时间增加,膨胀土的膨胀速率逐渐减小,并趋于0;而颗粒自相似性变差,即颗粒三维分形维数逐渐减小。     

水泥掺量对改良膨胀土抗剪强度的影响

以合肥蜀山区、包河区、庐阳区以及瑶海区的膨胀土为研究对象,采用水泥含量对膨胀土进行改良,水泥掺量分别为1%至4%,并设置一组不掺水泥的同条件膨胀土作为对比。在养护7 d条件下,进行直剪试验,研究水泥掺量对改良膨胀土抗剪强度、内摩擦角以及粘聚力的影响。研究表明:水泥能有效地抑制膨胀土的膨胀性,并且随着水泥掺量在一定程度内的提高,改性膨胀土的抗剪强度进一步得到提高;随着水泥掺量的增加,内摩擦角首先呈现逐渐增大的趋势,随后逐渐变缓直至稳定;膨胀土的粘聚力也会随着水泥的增加而增加。     

石灰-粉煤灰改良膨胀土试验

探讨利用粉煤灰、石灰粉煤灰作为添加剂改良合肥膨胀土的可行性与改良效果.试验研究了粉煤灰、石灰粉煤灰掺合物对膨胀土的基本工程性质指标、击实特性、胀缩性以及无侧限抗压强度的影响特征.试验研究结果表明,随着掺灰率的增加,膨胀土的塑性指数、活性指数、自由膨胀率、膨胀量、膨胀力与线缩率呈减小趋势,这说明掺粉煤灰可有效降低膨胀土的胀缩性.经过一定龄期养护后的击实样的膨胀试验结果表明,随着养护龄期的增加,膨胀土的膨胀量与膨胀力都有一定降低.无侧限抗压强度试验结果表明:没有经过养护的土样,粉煤灰对无侧限抗压强度的影响不明显;经过7d龄期养护后,随着掺粉煤灰率的增加,土样的无侧限抗压强度具有一定程度的增长,并且无侧限抗压强度存在一个峰值点.     

含水率对冻结膨胀土单轴抗压强度影响的试验与分析

为了研究在低温环境下含水率对膨胀土单轴抗压强度的影响,选取合肥地铁施工线路上的膨胀土,开展-5℃下不同含水率的冻结膨胀土的单轴抗压强度试验。结果表明:含水率对冻结膨胀土应力-应变曲线有显著影响,含水率为10%,呈脆性破坏特征;含水率在15%~24%,土体具有明显的应变软化塑性破坏特性;含水率在27%~42.8%,应力-应变曲线过应力峰值点后有塑性硬化的趋势。随着含水率的增大,冻结膨胀土单轴抗压强度逐渐增大,达到峰值后,随着含水率的增加,强度逐渐减小,在试验中,使单轴抗压强度达到最大的含水率为20%左右,为膨胀土地区冻结法施工提供了重要的试验依据。     

侧限条件对干湿循环过程中膨胀土强度的影响

文章通过对合肥地区膨胀土进行侧限和无侧限的干湿循环条件下的直接剪切试验,探讨了试验过程中强度侧限条件对土样干湿循环后的强度衰减情况的影响。研究结果表明:每次干湿循环后,有侧限试样的强度都高于无侧限试样的强度,其中,侧限条件在前3次干湿循环中对膨胀土强度的影响较为明显,在第4、第5次干湿循环后,无侧限试样与有侧限试样的内聚力及内摩擦角基本接近,表明随着循环次数的增加,侧限条件对膨胀土干湿循环条件下强度的衰减影响明显减弱,直至可以忽略;在膨胀土地区工程实践中,考虑安全因素,对于易受外界条件影响而产生干湿循环的膨胀土层,其强度应采用原状土样强度的1/3。     

膨胀土附加应力场对深基坑土压力的影响

采用由假定温度应力场模拟含水率变化引起的膨胀土附加应力场,给出相对热膨胀系数β的求解方法和不同含水率对应的温度变化。以合肥地铁某膨胀土深基坑为例,考虑最大月降雨量降雨和基坑周边土体含水率变化至饱和状态2种情况,研究围护结构在平移模式(T)和绕墙底转动模式(RB)下的土压力分布规律,提出考虑膨胀土附加应力场的土压力修正计算方法。当围护结构位移小于0.3%H时(H为基坑深度),降雨对土压力有影响,最大增量在地表处,为0.44P_e,影响深度约为4 m且线性递减。土体整体饱和时,土压力的增量是定值,为0.57Pe。     

干湿循环作用对合肥膨胀土的影响

文章对干湿循环作用下合肥地区膨胀土的表观形态和工程特性开展研究,采用图像分析、直剪试验等手段研究干湿循环条件下各指标的变化特征。试验结果反映强度指数随含水率的增加呈下降趋势,在高含水率条件下,强度主要由黏聚力提供;干湿循环过程中裂隙的发展可分为微裂缝-主裂隙-破碎3个阶段,试样的抗剪强度随着表面裂隙率指标增加呈均显著衰减趋势。分析表明,膨胀土临界破坏时,其强度主要由黏聚力提供。最后探讨了干湿循环作用形成裂隙与土中水在破坏膨胀土土体过程中的相互关联。     

膨胀土地层深基坑支护结构设计优化分析

由于受到降雨等天气的影响,膨胀土地层基坑在开挖过程中支护结构将形成一定的膨胀土附加应力场作用,从而导致支护结构变形与受力有一定程度的增大,降低了基坑支护结构的安全性.本文以合肥地铁5号线四川路站基坑工程为背景,通过现场基坑监测获得大量的监测数据并加以分析处理,得到在膨胀力作用下的支护结构的变化规律,从而得出受降雨天气的...     

磷尾矿改良合肥膨胀土强度试验研究

以合肥某公路工程膨胀土为原材料,在保持含水率和干密度不变的情况下,将磷尾矿按不同质量比掺入膨胀土中,对改良后土体进行无荷膨胀率、无侧限抗压强度及三轴压缩试验。试验结果表明,随着磷尾矿掺量的增加,改良土的膨胀率逐渐降低,磷尾矿可有效减小膨胀土的膨胀性;主应力差峰值随着磷尾矿掺量的增加,呈现先增大后减小的趋势,在掺量为6%时,抗剪强度达到最大;黏聚力随着磷尾矿掺量的增加而减小,内摩擦角先增大后减小。     

膨胀土边坡失稳特征及其防治技术标准化

膨胀土吸水膨胀、失水收缩,产生裂隙,导致膨胀土边坡出现"逢堑必崩、无堤不塌"的现象.本文通过分析膨胀土的水力作用机理,揭示膨胀土边坡的失稳特征;根据极限平衡分析法所得膨胀土边坡稳定性分析结果,提出"减小膨胀土边坡坡率不足以提高膨胀土边坡稳定性"的观点;建立裂隙膨胀土的剪切强度理论和膨胀土边坡稳定性分析方法.针对膨胀土边...     

膨胀土地区公路路堤填筑施工技术

由于膨胀土特殊的工程性状使膨胀土路堤填筑有别于非膨胀土,当路堤填筑遭遇膨胀土问题时,通常采取石灰改性的处治措施来改善膨胀土的工程特性,以满足路堤填筑质量控制要求;该文通过对某高速公路工程膨胀土区段的路堤填筑施工技术介绍,阐明了膨胀土路堤填筑的质量控制要求和施工工艺方法,可为类似工程提供参考.     

邯郸膨胀土特性及改良

本文从邯郸膨胀土的成因、工程特性入手,分析了膨胀土的胀缩机理并对邯郸膨胀土进行了掺灰改良试验,研究表明石灰对邯郸膨胀土改良效果最为显著。     

膨胀土边坡加固技术研究进展

膨胀土灾害是一类特殊岩土灾害,边坡滑动是膨胀土灾害的主要形式之一.本文简述了膨胀土边坡滑动的一般机理,提出膨胀土边坡滑动的根本原因在于膨胀土的胀缩性和裂隙性.按照"防渗保湿""治本消胀""刚性支挡""以柔制胀"和"刚柔并济"5种治理原则,对膨胀土边坡加固技术进行了详细的梳理和总结.研究结果表明:1)对于膨胀土边坡采用单...