寧明非飽和膨脹土強度特性試驗研究.pdf

1、膨脹土是一種因環(huán)境干濕交替作用而發(fā)生體積明顯膨脹(收縮)、強度劇烈衰減而導致工程變形破壞且含有較多膨脹性粘土礦物的非飽和土。塹坡的滑坍及治理是膨脹土地區(qū)公路建設(shè)的最大技術(shù)難題。除了物質(zhì)成分及土質(zhì)內(nèi)因外，干濕循環(huán)作用、尤其降雨入滲后土體膨脹、強度衰減是造成邊坡滑坍的主要原因。因此，土的抗剪強度特性成了當前非飽和土研究的熱門話題。由于非飽和土研究仍處于“簡單”階段，確定強度特性的試驗還存許多待完善的地方。為此，以寧明膨脹土為對象，本文較系統(tǒng)

2、并有針對性地開展了非飽和土強度特性試驗研究。 首先從成因類型、分布特征以及微觀結(jié)構(gòu)方面分析了寧明膨脹土的特征，總結(jié)了南友路膨脹土路塹邊坡破壞規(guī)律和原因。針對干濕循環(huán)對膨脹土強度的影響和已有試驗研究的不足，設(shè)計并開展了模擬實際工況(荷載作用和含水量變化范圍)的干濕循環(huán)直剪試驗。得到有荷條件下膨脹土抗剪強度隨著干濕循環(huán)的變化規(guī)律，并發(fā)現(xiàn)荷載對土的脹縮幅度和強度衰減有明顯抑制作用。 吸力對土的力學性狀有重大影響，是非飽和土研究

3、的核心問題。盡管已有研究成果給出了吸力與吸附強度的關(guān)系，但均沒考慮土體在吸濕和脫濕路徑下強度的差異。利用先進的GDS非飽和三軸系統(tǒng)，本文開展了此項研究。結(jié)果表明寧明膨脹土的吸力與吸附強度之間的關(guān)系是非線性的，一定的圍壓作用，吸濕和脫濕路徑下的強度有差異但不明顯，由此提出寧明非飽和膨脹土有效應力強度理論公式。試驗過程中還發(fā)現(xiàn)已有GDS系統(tǒng)的不足，并提出相應的改進措施。 由于非飽和土強度參數(shù)的獲取需用到高精的設(shè)備，且試驗難度大、費資

4、耗時，妨礙了非飽和土理論在工程中的應用，而包含了吸附強度的總強度指標也能反映非飽和土的強度特性且易于獲取。為此，研究了用常規(guī)直剪試驗儀確定非飽和膨脹土總應力強度指標的方法，得到了寧明膨脹土抗剪強度指標隨飽和度、含水量的變化規(guī)律，并探討了膨脹土路塹邊坡穩(wěn)定性分析中的參數(shù)取值方法。全文抓住干濕循環(huán)、荷載和吸力三個影響非飽和膨脹土強度的主要因素，遵循理論聯(lián)系實際的原則來開展寧明膨脹土強度特性試驗研究，其目的是獲取合理的強度參數(shù)用于南友路膨脹土