宁夏膨胀土膨胀变形的速率过程参数的确定

运用速率过程理论,研究了非饱和膨胀土的膨胀变形特征,根据速率过程理论,证明了膨胀土膨胀变形速率与时间在双对数坐标上呈直线相关;膨胀变形速率的对数与剪应力呈直线相关;膨胀变形量是时间的幂函数,或是时间的对数函数,取决于ε￣ｔ直线的斜率,宁夏膨胀土的膨胀变形试验结果验证了本文的理论结果。     

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。     

膨胀土CBR膨胀特性的试验研究

现有的膨胀土膨胀变形试验研究主要是在三轴仪和轻便压缩仪上进行的,本文采用CBR试验进行了膨胀土及石灰改良膨胀土的膨胀变形对比试验研究,得到其膨胀量与时间、膨胀速率的变化规律,对工程实际具有一定的参考价值.     

淠史杭灌区膨胀土单向浸水膨胀规律试验研究

文章通过对膨胀土在不同荷载下进行单向浸水试验,研究了单向浸水条件下膨胀土的变形规律。试验结果表明土样膨胀率与初始干密度、初始含水率、垂直压力大致呈线性关系。在其余条件相同下,随着干密度的增加,膨胀率增大;随着含水率的增加,膨胀率减小;随着垂直压力的增加,膨胀率减小。加石灰后,灰土膨胀变形规律和重塑土基本相同,但是膨胀率与重塑土相比明显减小,可见石灰对膨胀土的膨胀抑制作用很明显,因此探讨膨胀土(灰土)的膨胀变形规律对地基处理、设计等有着实际的指导意义。     

膨胀土的收缩与开裂特性试验研究

膨胀土因其高胀缩性带来很多工程问题,膨胀土的收缩及开裂对工程危害更大。通过对安康膨胀土进行收缩试验与开裂试验,研究膨胀土的收缩变形特性与开裂规律。结果表明:膨胀土的收缩变形受初始含水率的影响显著,受干密度影响较小,给出了计算收缩应变的公式;非饱和膨胀土的收缩变形存在各向异性,以侧向变形为主,并随着含水率增加向各向同性过渡;裂缝的长度、宽度服从对数正态分布,面积服从负指数分布,交点服从均匀分布,裂缝的交角以90°左右为主;厚度越大、温度越高开裂含水率越高。     

膨胀土胀缩变形量的人工神经网络预测模型

：膨胀土的膨胀特性会对工程造成很大的危害，对膨胀土的膨胀量进行预测具有重要的现实意义。针对膨胀土特殊上程任质’分析了胀缩变形量的影响因素。结合人工神经网络原理，建造了膨胀土胀缩变形量的人工神经网络预测模型。采用BP神经网络和所建造的数学模型，对膨胀土的胀缩变形量进行预测。结果表明，该模型映射精度较高，有较好的实际应用价值。     

宁夏膨胀土的膨胀变形模型的初步研究

根据膨胀土的膨胀变形试验，提出了膨胀变形模型，并用这个模型解释了膨胀变形特征。     

上覆荷载作用下胀缩性土干湿循环过程中胀缩变形规律研究

进行了限制侧向膨胀、允许侧向收缩时压实膨胀土、压实红黏土在不同上覆荷载作用下干湿循环试验,定量分析了在干湿循环过程中膨胀土、红黏土的胀缩变形规律.研究结果表明:在相同的干湿循环次数下,膨胀土、红黏土试样的胀缩变形幅度随上覆荷载的增加而逐渐减小,上覆荷载的作用能够不同程度地抑制膨胀性土的胀缩变形.     

膨胀土变形对公路路基影响的数学研究

基于膨胀土含水量和上覆压力同时变化时,研究膨胀土路基的膨胀变形规律,研究对象是甘肃省迭宕公路中膨胀土质压实路基。研究时测量了多组试验段土壤中的初始含水量、干密度和上覆压力,分析出膨胀土路基膨胀力和膨胀变形的变化规律,并以此建立了方法简单,便于在实际应用中操作的膨胀变形数学计算模型。     

不同气候条件下膨胀土路堤特征参数的室内模拟实验

为了探索不同气候条件下膨胀土路基的含水量、土压力、温度、竖向胀缩变形等特征参数的基本变化规律,分别选取湖南省高速公路建设中经常遇到的弱膨胀土和中等膨胀土作为实验土样,按90%的压实度填筑,在不同排水边界条件模拟路堤在4种不同气侯条件下2组膨胀土路堤模拟实验,结果表明,膨胀土路堤中含水量、土压力、温度和胀缩变形等均受大气影响,且与路堤土的类型、密实度、排水边界条件关系密切:①埋藏较浅,含水量的变化受大气影响越大,路基中含水量越高,受气候条件影响越明显;②膨胀土路堤中的土压力变化是膨胀土路堤中含水率和气候条件综合作用的结果:③对路基温度变化影响最大的是日照,其次是降雨,阴天影响最小;④竖向胀缩变形主要发生在路堤基顶积水阶段.因此,在具体工程建设中,防渗保湿和合理设计排水系统是防治膨胀土路基遭受破坏的关键.     

汉中膨胀土地区建筑物变形原因分析及预防措施

在汉中盆地的山前丘陵及汉江河流Ⅱ、Ⅲ级阶地,分布有吸水膨胀、失水收缩的膨胀性粘性土层.选取建筑在膨胀土地区具有典型代表性建筑物-石灰窑,对其变形特征进行勘察和评价.根据现场地形地物测量结果以及勘察钻孔所提取的原状土样、扰动土样,进行室内膨胀土物理力学性质测试,共获得各类岩土测试数据243个.据此结合现场地形地貌及石灰窑变形特征,对膨胀土地区石灰窑变形的原因进行分析并提出预防措施.     

基于流固耦合特性的非饱和膨胀土变形仿真计算

在考虑膨胀土的非饱和土特性基础上,基于有效应力原理的单变量理论推导非饱和膨胀士弹塑性本构模型,选用适用的土-水特征曲线方程和非饱和土渗透系数方程,根据流崮耦合力学的理论与方法,将膨胀土吸水膨胀或失水收缩过程视为一个动态耦合作用过程,建立渗流-变形耦合分析模型.该模型考虑流固耦合作用引起的孔隙比和渗透系数变化(包括有效应力的影响),并根据边界孔隙水压(或基质吸力)的变化模拟膨胀土体的吸水和失水过程.通过对膨胀土样室内有荷膨胀试验的渗流、变形过程的仿真模拟验证仿真计算模型的有效性和正确性.研究结果表明:采用该仿真计算模型对膨胀土的变形(膨胀或收缩)进行计算和预测可取得较好结果.     

膨胀土路基施工过程中的变形观测及数值模拟

对膨胀土路基在施工过程中的变形特性进行现场监测以及有限元模拟分析,研究膨胀土路基竖向沉降和侧向位移随路基填土高度的变化情况,找出变形规律,用于指导今后膨胀土地段的路基施工.     

玄武岩纤维加筋膨胀土的强度与干缩变形特性试验

通过掺入玄武岩纤维对膨胀土进行改良,采用快剪试验、收缩试验得到了加筋膨胀土的直剪强度参数和收缩变形特征.研制了矩形制样器,通过分层压实的方法将传感光栅串埋入土体中,采用光纤光栅传感技术(FBG),分别得到了素膨胀土和纤维加筋膨胀土试样在于缩过程中的光栅应变,对比了2种试样干缩变形的空间分布特征及其发展规律.试验结果表明,通过掺入一定量的玄武岩纤维,可以在一定程度上提高膨胀土的强度参数,使膨胀土的收缩系数显著下降,较大改善了膨胀土收缩过程中土体内部应变分布不均匀的状态,对膨胀土裂隙的产生具有显著的抑制效果.     

纤维加筋膨胀土的蠕变规律及模型预测

膨胀土是具有流变性质的灾害性土,其蠕变行为直接影响到工程结构的稳定性和安全性。为探究剑麻纤维加筋膨胀土的蠕变特性及应力-应变数学模型,采用室内固结排水三轴蠕变试验,分别进行了不同含水率、不同围压和不同偏应力条件下素膨胀土和剑麻纤维加筋膨胀土的蠕变特性研究,根据蠕变特征曲线提出了基于Mesri蠕变经验模型的剑麻纤维加筋膨胀土的修正蠕变模型。结果表明：相同条件下,剑麻纤维加筋土的蠕变变形量明显小于素土的蠕变变形量,说明掺入剑麻纤维可有效提高膨胀土的结构性能和抗变形能力;素土和剑麻纤维加筋土的蠕变变形量随含水率增大而增大,而随围压的增大呈减小趋势;素土和剑麻纤维加筋土在受到偏应力时均会产生瞬时应变量和蠕变变形量,其蠕变变形量随偏应力的增大而增大;素土和加筋土的蠕变曲线分4个阶段,分别为弹性变形阶段、稳态蠕变阶段、衰减蠕变阶段和加速蠕变阶段;高偏应力下,基于传统Mesri蠕变经验模型的剑麻纤维加筋土蠕变预测误差高达37.95%,对Mesri蠕变经验模型进行修正后预测误差降至1.5%内,说明修正模型能较好地描述剑麻纤维加筋土的蠕变特性。此研究结果可为膨胀土工程提供理论参考。     

膨胀土对路基影响的分析与处理

膨胀土的特点是吸水膨胀、失水收缩、往复变形,造成路基的破坏性很大,本文根据物理以及力学性质原理,同时结合工程实例处理膨胀土路基进行了分析,以供同行参考。     

袋装膨胀土强度变形特性及其碾压质量控制与检测

为研究袋装膨胀土的强度变形特性,开展了袋装膨胀土的无侧限抗压强度试验,分析了袋体加载过程中的应力应变关系演化规律,并验证了落锤式弯沉仪用于袋装膨胀土施工质量检测的可行性,探讨了小型平板振动碾的碾压时间和小型滚筒振动碾的碾压遍数对袋装膨胀土回弹模量的影响。试验结果表明:土工袋用于处理膨胀土渠道边坡时只需通过适当碾压消除应力应变关系曲线上初始变形模量“较低”的阶段即可;落锤式弯沉仪可用于袋装膨胀土的施工质量检测;建议膨胀土渠道边坡施工过程中采用小型滚筒振动碾对袋装膨胀土进行碾压,碾压遍数应不低于4遍。     

消石灰改良膨胀土室内试验研究

膨胀土因其显著的胀缩特性不能直接用作路基填料,基于某铁路项目,将3%、5%、7%的消石灰掺入膨胀土中进行改良,研究了不同掺量的改良膨胀土不同龄期的自由膨胀率、胀缩变形以及抗剪强度参数随干湿循环次数的变化规律.结果表明:3%以上掺量的消石灰即可有效地抑制膨胀土的自由膨胀率;5%以上掺量则可有效抑制干湿循环过程中膨胀土裂隙的发展,大幅减少每次干湿循环的胀缩变形,保证抗剪强度不被削弱.     

膨胀土边坡模型的含水量与变形特征

采用室内模型试验,研究降雨蒸发条件下边坡模型的含水量变化和变形特征,并分析两者之间的关系,揭示降雨、蒸发条件下膨胀土边坡遇水膨胀,失水收缩的变形机制。结果表明:含水量的变化是导致膨胀土边坡变形最直接的原因;降雨期间,雨水下渗缓慢,含水量的改变主要发生在浅层土体;边坡的膨胀变形在降雨的第一时间发生,膨胀速度由快变慢;蒸发阶段,雨水入渗使坡体较深处含水量增高,深层土体继续膨胀,而表面土层由于含水量的降低已经开始收缩,因此边坡的整体变形与坡体含水量分布紧密关联。     

膨胀土一次性浸水膨胀3参数时程模型

膨胀土浸水后的膨胀时程曲线是膨胀土浸水变形力学行为的基本问题.引入膨胀半衰期的概念,建立了包括初始膨胀速率、最终膨胀量的膨胀时程模型的数学特征方程,并依此揭示了双曲线时程模型的缺陷.微观膨胀机理分析表明,浸水后膨胀变形的过程对应为土中原有的化学键断裂、新的氢键生成并伴随晶格水膜增厚的过程.根据机理分析和能量耗散假定,建立了基于控制微分方程的3参数膨胀时程模型.严格证明了双曲线模型及其数学特征方程均是对应3参数模型的特例.两个实例计算表明该模型具有很高的精确性和适用性.