论膨胀土的结构特性及工程治理

回顾膨胀土的工程特性的研究现状,重点介绍膨胀土的结构特性及边坡稳定性的研究方法和研究成果,分析了现有研究中存在的问题。对膨胀土从膨胀土的微观结构着手,深入研究微结构与有关力学参数的内在联系。微观模型与宏观模型相结合,从而揭示膨胀土的工程特性,达到防治的目的。     

水泥改性强膨胀土理化试验研究

膨胀土是一种特殊的黏性土,具有遇水膨胀、崩解、软化,失水收缩、干裂、硬化等工程特性,膨胀土掺入水泥后其工程特性会发生改良.选取南水北调工程中河北邯郸地区的强膨胀土,在较长的养护龄期内,进行了水泥改性的试验研究.主要进行了基本物理性质试验、自由膨胀率试验、矿物分析试验、XRD和SEM显微结构试验和阳离子交换量试验,从不同角度说明了不同龄期下水泥改性强膨胀土的物理化学特性、矿物组成和微观结构的变化,分析了水泥改性膨胀土的机理.发现阳离子交换量不能作为判断水泥改性后膨胀土膨胀性能的有效指标,为膨胀土现场水泥改性的设计施工提供了科学的、有价值的依据.     

水玻璃改良膨胀土的室内试验研究

为研究水玻璃改良膨胀土不利工程特性的实际效果,本文以芜申线航道整治工程中南京高淳地区的膨胀土滑坡治理为研究背景,通过室内试验对改性土的界限含水率、击实特性、膨胀特性、裂隙开展特性、力学强度展开了研究。研究结果表明：随着水玻璃掺量的增加,改性土的塑限逐步提高,液限逐步降低,可塑性降低,土中粘粒含量、亲水性矿物减少;改性土的最大干密度逐渐降低,最优含水率逐渐增加,击实曲线渐趋平缓;改性土的膨胀特性得到明显抑制;改性土强度随水玻璃掺量的增加有明显提高。可见掺入一定量水玻璃改良膨胀土在工程中是可行的。     

公路建设中的膨胀土及其治理

膨胀土是一种粘粒成分主要由强亲水性矿物蒙脱石与伊利石组成并具有显著胀缩性的塑性粘土。膨胀土在公路等基础设施建设中具有非常典型的代表性。膨胀土吸水膨胀,失水收缩,再吸水再膨胀这种反复胀缩的特性对工程构成很大的危害。我国属膨胀土分布较广的国家,所以,在公路建设施工中,研究膨胀土及其治理具有重要的工程实践意义。     

南宁-友谊关高速公路宁明段膨胀土土性研究

针对以往在膨胀土粘土矿物认识上的局限性、现行规范中判别土的膨胀潜势方法的缺陷以及公路施工中遇到的严重膨胀土工程地质灾害等问题,对广西南宁一友谊关高速公路宁明段膨胀土的物质成分、理化特性及工程性质等开展了多项试验研究．分析了膨胀土的成因类型、分布特征及干燥活化作用的影响．扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)鉴定结果表明：宁明段膨胀土的主要粘土矿物成分为高混层比伊利石／蒙脱石(L／S)混层矿物,而不是伊利石．本研究还对该土的膨胀势做出了较为合理的判断,并提出了处治路基病害的方法。     

南宁-友谊关高速公路宁明段膨胀土土性研究

针对以往在膨胀土粘土矿物认识上的局限性、现行规范中判别土的膨胀潜势方法的缺陷以及公路施工中遇到的严重膨胀土工程地质灾害等问题,对广西南宁-友谊关高速公路宁明段膨胀土的物质成分、理化特性及工程性质等开展了多项试验研究.分析了膨胀土的成因类型、分布特征及干燥活化作用的影响.扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)鉴定结果表明:宁明段膨胀土的主要粘土矿物成分为高混层比伊利石/蒙脱石(I/S)混层矿物,而不是伊利石.本研究还对该土的膨胀势做出了较为合理的判断,并提出了处治路基病害的方法.     

吉林省延边地区路基边坡膨胀土孔隙分布特性

针对膨胀土边坡稳定性问题,对吉林省延边地区路基边坡膨胀土进行野外调查及室内测试.对膨胀土的粒度成分、矿物成分进行了测试鉴定,并对土样进行了膨胀性试验.此外利用压汞试验对其进行了孔隙结构特征的研究,利用分形几何理论,结合土样的膨胀特性,将膨胀土孔隙分布分成大、中小、微、超微孔隙4个区间.研究结果表明:经膨胀性测试,研究区5个土样为弱膨胀性土,其中膨胀力较强的土孔隙在超微至微孔隙区间分布相对较多,而膨胀力较弱的土孔隙分布在中与大孔隙区间相对较多.     

南宁-友谊关高速公路宁明段膨胀土土性研究

针对以往在膨胀土粘土矿物认识上的局限性、现行规范中判别土的膨胀潜势方法的缺陷以及公路施工中遇到的严重膨胀土工程地质灾害等问题,对广西南宁-友谊关高速公路宁明段膨胀土的物质成分、理化特性及工程性质等开展了多项试验研究.分析了膨胀土的成因类型、分布特征及干燥活化作用的影响.扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)鉴定结果表明:宁明段膨胀土的主要粘土矿物成分为高混层比伊利石/蒙脱石(I/S)混层矿物,而不是伊利石.本研究还对该土的膨胀势做出了较为合理的判断,并提出了处治路基病害的方法.     

汉中膨胀土特性及改良试验研究

对采自汉中的膨胀土的矿物成分、膨胀性等特性进行了试验研究，探讨了石灰改良膨胀土的机理。针对膨胀土的特性，采用掺合石灰的方法对膨胀土进行了土质改良。试验研究表明，掺合石灰的方法对该类膨胀土的改良效果较好。     

酸雨对丹江口库区膨胀土变形和微观结构影响研究

为探究酸雨入渗对膨胀土边坡稳定性的影响，本文以湖北丹江口库区膨胀土为研究对象，模拟不同酸性条件(pH为3、4、5、7)开展比重试验、固结试验、X-射线衍射试验和扫描电镜试验，分析不同pH的酸雨对其比重、压缩特性、矿物成分和微观结构的影响。研究结果表明：随着pH的降低，膨胀土的比重增加，压缩系数的变化幅度增大；土中石英的含量增加，伊利石、钠长石和蒙脱石的含量有小幅度的降低；酸雨侵蚀后，膨胀土的基本单元体由片状、固体状逐渐变成絮状。     

太湖第四纪沉积区土体荷载响应的效应综合特征

土的微结构对土的力学行为机制起着至关重要的作用,对太湖第四纪沉积区典型软土进行单向压缩试验,利用扫描电子显微镜(SEM)所得的照片研究软土在不同固结压力条件下的微结构大小、形状、定向性等微结构参数,分析其变化规律.研究表明,随着固结压力的增加,结构单元体不断变大,集合体的形状在垂直于压力的方向变长,结构单元体的定向性有所提高但不显著;孔隙分布分维呈下降趋势并逐步稳定.采用电镜扫描仪(SEM)对在复杂应力路径作用下剪切前后的黏土样进行微观观察,并从剪切前后孔隙排列、孔隙形态、孔隙尺度变化特征3个方面分析宏观试验原状软黏土归一化抗剪强度各向异性的微观本质.阐述了淤泥类软土的微观结构对其工程性质的重要影响.从泥炭的微观结构分析入手研究了泥炭的性质及特点(包括含水性质、强度性质、固结及次固结性质).讨论了海积软土在固结、剪切作用下微观结构的变化,阐述了海积软土力学行为的本质.通过室内一维固结蠕变试验系统研究分析了次固结系数与固结压力、时间及压缩指数的关,揭示了太湖第四纪沉积区软土的次固结特性.利用扫描电镜试验( SEM)和X射线能谱仪对软黏土中常见的微量元素进行测定,计算其相对百分比并分析了该土的矿物成分和微观结构组成.实验结果表明,该黏土主要以高岭石、埃洛石(伊利石)、水云母(蒙脱石)为主(其中硅为其主要成分,局部的矿物组成有稍许不同).     

黔北地区牛蹄塘组页岩储层裂缝特征

以黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩储层为研究对象,通过岩心、薄片、场发射扫描电镜和测试分析等手段,对牛蹄塘组页岩储层裂缝发育特征和主控因素进行了分析.结果表明:研究区牛蹄塘组页岩岩心裂缝以构造裂缝为主,包括高角度剪性裂缝、高角度张性裂缝、低角度滑脱缝,岩心裂缝充填程度较高,以方解石充填为主;镜下微观裂缝以非构造缝为主,包括层间缝、粒内缝和粒间缝.微裂缝的发育对页岩气藏丰度、页岩气井单井产能都有积极贡献.同时,对裂缝发育的主控因素研究发现,构造因素是裂缝发育最主要的控制因素.此外,同一构造背景下受不同岩性、岩石力学性质、矿物组成、有机质含量等因素影响,裂缝发育程度和性质也存在差异.其中总有机碳(total organic carbon,TOC)含量与裂缝发育程度并非单一的线性关系,当TOC过高时(6％～8％),裂缝发育程度明显降低;具有高弹性模量、低抗拉强度的碳质页岩,在区域应力作用下更易形成构造裂缝.     

伊通地区地层坍塌机理及防塌对策研究

摘要：为了研究伊通地区易坍塌地层的坍塌机理和防塌对策,根据目前国内外井壁稳定研究状况,本文着重进行了进行岩芯的特征观察,岩石矿物成分分析,泥页岩理化性能测试。在泥页岩理化性能的测定中,主要选择了阳离子交换容量,比吸水量,泥页岩回收率和泥页岩膨胀率的测定。根据测定结果,进行坍塌机理的分析,进而针对坍塌机理提出防塌对策。     

非饱和膨胀土强度特性的常规三轴试验研究

以南阳膨胀土为例,对南阳膨胀土的强度特性进行了研究,依据常规三轴试验结果提出了非饱和膨胀土的吸力强度与饱和度之间的非线性关系式。这一非线性关系式更便于在工程推广中应用,对有关工程的设计与施工具有实用价值。     

青海地区泥岩膨胀特性与微观结构

为研究不同单元体泥岩膨胀特性与微观结构的关联性。本文对青海省东北部的泥岩进行调查研究,选用扫描电镜(SEM)对泥岩进行观测,利用图形软件分析岩石内部的结构。通过自由膨胀试验、侧向约束膨胀试验、膨胀力试验来探究不同单元体泥岩的宏观膨胀。通过获取的数据针对泥岩孔隙分形特征展开分析,运用灰色关联法建立宏观膨胀与微观结构之间关系。研究结果表明：①N型泥岩试样孔隙多,膨胀潜势不强,M型泥岩试样结构紧密,孔隙较少,矿物成分较多,膨胀潜势相对较强；②不同单元体泥岩试样的分形维数与膨胀率(力)呈负相关,且M型泥岩试样的分形维数在膨胀率(力)的拟合度要高于N型泥岩试样；③不同单元体的膨胀率(力)与平均孔径、圆度、分形维数、面孔率均有关联,尤其是孔隙的圆度和分形维数关联性最大。研究成果为宏-微观之间泥岩关联性的认识提供参考,对该地区膨胀岩(土)工程建设具有借鉴意义。     

击实红粘土与膨胀土的变形特性对比研究

通过调查典型击实红粘土及膨胀土这两种特殊土用作路基填料时路面的破坏形式,研究取自江西吉安的红粘土以及南京高淳的膨胀土的基本物理性质,比较红粘土及膨胀土在干湿循环条件下的胀缩变形特性的异同,得出干湿循环作用下,红粘土的胀缩变形是以收缩为主的胀缩变形,而膨胀土的胀缩变形是以膨胀为主的胀缩变形,这两类土呈现的不同变形趋势是导致它们产生不同路基病害的主要原因;。同时进行了红粘土和膨胀土的水稳性研究,得出红粘土的水稳性明显优于膨胀土。区别对待这两类土可以更好的利用特殊土作为路基填料,使特殊土的工程危害降到最低。     

土的结构研究现状与展望

文章回顾了近年米各类土的结构的研究现状和成果.细粒土,特别是粘性土的微观结构最早得到重视和研究,并且实现了从定性研究到定量研究的飞跃.自然界广泛分布的碎石土,其物质组成和结构非常复杂,从"土石混合体"概念提出后,其结构性及工程特性的研究近几年开始成为一个新的热点.钙质结核土具有独特的物质组成和结构特性,应属于区域性特殊土,其工程地质学基础研究基本上还是一片空白.根据目前各类土的结构研究现状及学科发展趋势,文章提出了3个需要重点研究的内容:土的结构数字图像的获取、结构综合性定量化指标的建立及结构性本构模型的建立.     

不同处理方法下吹填土微观结构特征研究

以天津滨海新区吹填土为研究对象,用X射线衍射分析方法确定吹填土中的矿物成分,并结合扫描电子显微镜微观结构照片,利用WD5图像处理系统对土体的微观结构作定量分析,讨论两种不同加固处理方法下天津滨海新区吹填土结构单元体、孔隙的丰度和定向频率等评价指标的变化情况.试验分析表明,经过排水处理后,孔隙率变小,土中结构单元体从较为松散的状态转变为团聚状态,孔隙也随之进行调整,孔隙数量减少,定向性逐渐不明显,土体固结程度变高.