膨脹土膨脹性與收縮性的對比試驗研究.pdf

1、膨脹和收縮是膨脹土最為顯著的特性，目前關于膨脹土脹縮性質的聯(lián)系對比研究較少，大部分文獻都是側重于研究膨脹土的膨脹（或收縮）單方面，此外工程設計中較多考慮膨脹土的膨脹性質，而常常忽視收縮性質。因此對膨脹土的脹縮機理及兩者間的聯(lián)系對比研究顯得十分必要。結合理論分析，推導得出膨脹土的膨脹和收縮相關方程。通過一系列室內試驗研究，闡明了膨脹土吸水膨脹和失水收縮過程及與之相關的一些規(guī)律。最后綜合對比膨脹土膨脹和收縮特性，揭示了兩者之間的內在統(tǒng)一性和

2、差異性，且闡述了各自的工程意義。
　　首先，理論分析部分主要從膨脹（收縮）過程和膨脹（收縮）方程方面進行論述。膨脹過程主要包括孔隙填充和顆粒膨脹兩大階段，以“粒間膨脹（雙電層）”和“晶格膨脹”為理論基礎建立了膨脹土理論膨脹方程;收縮過程主要涉及到水分蒸發(fā)，水分遷移及裂隙產生等階段，通過對既有收縮曲線分析得出了收縮經驗方程，并指出了產生收縮的細觀層面的動力來源于液橋力，宏觀層面表現為基質吸力。
　　其次，室內試驗主要包括基本土

3、工試驗，膨脹試驗和收縮試驗，各試驗均揭示了膨脹土脹縮的相關規(guī)律。膨脹試驗表明:膨脹土膨脹過程在膨脹時程曲線上可分為快速膨脹，減速膨脹和緩慢膨脹三個階段。試樣最大膨脹率（力）隨著初始含水率的增大而逐漸減小，試樣最大膨脹力隨著初始干密度的增大而逐漸增大。膨脹土吸水膨脹全過程分為“孔隙填充”和“顆粒膨脹”兩個階段，而“顆粒膨脹”又可細劃為“吸水階段-膨脹階段-穩(wěn)定階段”，并得出了膨脹土吸水膨脹方程。收縮試驗表明:土中水分蒸發(fā)過程在收縮時程曲線

4、上可分為快速蒸發(fā)、減速蒸發(fā)和緩慢蒸發(fā)三個階段，且膨脹土最大線縮率隨著試樣初始含水率的增大而遞增。膨脹土的收縮全過程可分為“快速收縮、減速收縮、殘余收縮”三階段，其中“快速收縮階段”主要是孔隙水的流失，“減速收縮階段”主要是殘留孔隙水和弱結合水的散失，“殘余收縮階段”主要為水汽擴散。導致土體產生收縮動力為基質吸力，試驗測得其最大值近1MPa。室內試驗采用成都和濰坊地區(qū)兩種膨脹土進行測試，兩種土試驗結果基本一致。
　　最后，通過對比膨