干濕循環(huán)下石灰改良膨脹土路堤離心模型試驗研究.pdf

1、本文以南寧鐵路樞紐動車運用所的石灰改良膨脹土路堤為研究對象，以室內(nèi)離心模型試驗為研究手段，通過三次干濕循環(huán)試驗，研究石灰改良膨脹土路堤的工程力學(xué)特性。論文主要工作和結(jié)論如下:
　　基于量綱分析原理，根據(jù)流體質(zhì)量連續(xù)性方程和熱傳導(dǎo)方程，推導(dǎo)出滿足離心模型試驗相似原理的蒸發(fā)相似關(guān)系。通過加熱裝置的率定試驗，驗證了該蒸發(fā)相似關(guān)系具有一定的可行性，可用于離心模型試驗加熱時間的控制。
　　設(shè)計了離心機加載過程中的降雨—加熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)

2、可實現(xiàn)均勻降雨和蒸發(fā)。通過降雨裝置的率定試驗，得到該降雨裝置的降雨均勻性系數(shù)為84.8％，降雨強度為0.7mm/min。通過加熱裝置的率定試驗，得到該加熱裝置的平均蒸發(fā)強度為0.13mm/min。
　　三次蒸發(fā)—降雨循環(huán)離心模型試驗后，石灰改良膨脹土路堤表面僅出現(xiàn)輕微的變形破壞，邊坡的穩(wěn)定性并未受到影響。
　　在模型不同位置埋設(shè)微型土壓力盒、水勢傳感器以及含水率傳感器，實時監(jiān)測路堤在干濕循環(huán)過程中土壓力、吸力、含水率、溫度等

3、的變化規(guī)律。得到以下試驗結(jié)果:
　　(1)土壓力隨含水率的降低而減小，隨含水率的升高而增大。在蒸發(fā)和降雨過程中土壓力與含水率的關(guān)系曲線不重合。這說明膨脹土路堤土壓力的變化，是土體中含水率變化引起土體自重的變化和膨脹土在不同含水率下所產(chǎn)生的膨脹土壓力變化的綜合結(jié)果。
　　(2)通過對路堤中吸力和含水率實時監(jiān)測曲線發(fā)現(xiàn):在降雨和蒸發(fā)階段，在某一含水率范圍內(nèi)，吸力的變化速率較小;超過這一含水率，吸力的變化速率較大。在降雨和蒸發(fā)過程

4、中石灰改良膨脹土的土水特征曲線不重合。這說明石灰改良膨脹土吸力與含水率的變化曲線是不穩(wěn)定的，它與土體含水率的變化路徑有關(guān)。
　　(3)從不同深度含水率曲線可以得到，監(jiān)測點越靠近路堤表面，含水率的變化幅度越大。降雨階段滲入到土體內(nèi)部的水，在加熱蒸發(fā)階段不易被完全蒸發(fā)。因此，三次加熱蒸發(fā)后，不同位置含水率均有所增加。
　　(4)溫度的監(jiān)測結(jié)果顯示，溫度在加熱階段變化較大，降雨對路堤溫度的影響較小。隨著深度的增加，溫度的增幅減小。