膨胀土的浸水变形特性
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浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验膨胀土是指土壤在吸湿时体积发生膨胀变形,干燥时体积发生收缩变形的土壤。
由于土壤中的膨胀土具有独特的力学特性和渗透性能,因此需要开展相关试验对其进行研究和评价。
一、膨胀土胀缩变形试验膨胀土胀缩变形试验是研究和评价膨胀土在不同湿度条件下体积变化的试验,常见的试验方法有困绕试验、湿陷试验、湿度稳定试验等。
1. 困绕试验困绕试验是通过将土样固定在试验装置中,使其无法自由膨胀或收缩,然后浸泡土样,记录土样吸水后的体积变化。
该试验能够直接反映土壤在吸水时的膨胀程度。
2. 湿陷试验湿陷试验是将土样在一定压力下加水浸泡一段时间,然后在固定的压力下测量土样的体积变化。
该试验能够评价土壤的湿陷性能,为膨胀土胀缩变形提供依据。
3. 湿度稳定试验湿度稳定试验是在固定湿度条件下进行试验,记录土样的体积变化。
通过不断调整土样的含水量,找出土样的临界湿度,即土样从收缩状态进入膨胀状态的临界含水量。
该试验能够反映土壤的膨胀特性。
二、渗透性规律试验渗透性规律试验是研究和评价土壤渗透性能的试验,常见的试验方法有渗透试验、渗透系数试验等。
1. 渗透试验渗透试验是通过在一定压力下加水到土样中,记录水的渗透量和时间,以及土壤的渗透速度,从而评价土壤的渗透性。
该试验可通过确定土壤的渗透性系数来表征渗透性。
膨胀土胀缩变形试验和渗透性规律试验是评价膨胀土力学特性和渗透性能的重要手段。
通过这些试验可以了解膨胀土在不同湿度条件下的体积变化和渗透性能,为土壤工程设计和施工提供科学依据。
浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验一、背景介绍膨胀土是指在水浸湿或者干湿循环作用下,土壤体积发生变化的土壤,这种土壤在干燥时会收缩而在湿润时会膨胀,这种特性主要是由于含有粘粒的土壤在湿润时吸水膨胀,在干燥时失水而收缩所引起的。
膨胀土的独特性使得其工程应用具有一定的复杂性,需要对其膨胀变形以及渗透性进行规律性的测试,以指导实际工程应用。
二、膨胀土的胀缩变形膨胀土的胀缩变形是指膨胀土在湿润与干燥交替的环境条件下,土壤体积发生变化的过程。
在湿润条件下,膨胀土吸水膨胀,土壤体积增大;而在干燥条件下,膨胀土失水并收缩,土壤体积减小。
这种反复的膨胀与收缩过程会对土体的力学性质、强度特性以及结构稳定性产生一定的影响,因此需要进行定量的测试与分析。
膨胀土胀缩变形的主要原因是土壤中吸附的水分随湿润与干燥周期不断变化,使得土壤颗粒之间的间隙随之变化,从而引起土体体积的变化。
除了水分的吸附与脱附外,胀缩变形还受到土壤结构、颗粒大小分布和温度等多种因素的影响。
因此在进行膨胀土胀缩变形测试时,需要综合考虑这些因素,以获得准确的测试结果。
三、膨胀土的渗透性规律试验膨胀土的渗透性规律试验是指通过实验测试,确定膨胀土在一定渗流条件下的水分渗透特性,包括水分透过速率、渗透系数等参数。
膨胀土的渗透性特性直接关系到其在工程应用中的抗渗性能,因此是十分重要的一项试验。
在进行膨胀土的渗透性规律试验时,通常采用的测试方法有常定压力法、定水头法、恒流法等多种方法。
不同的测试方法适用于不同的土壤类型和工程条件,可以综合选择适用的测试方法。
在进行膨胀土的渗透性规律试验时,需要控制好试验条件,如控制好试验用水的温度、水头、压力以及土体的固结状态等因素,以保证获得准确的试验结果。
通过这些试验可以得到膨胀土的渗透性参数,为工程设计提供重要参考依据。
四、结语膨胀土的胀缩变形以及渗透性规律试验对于膨胀土的工程应用具有重要的意义。
通过对膨胀土的胀缩变形与渗透性进行规律试验,可以为工程设计、施工及性能评价提供重要的依据。
1、膨胀土的定义膨胀土是在自然地质过程中形成的一种具有多裂隙和显著胀缩特性的特殊性粘土。
膨胀土是一种对于环境变化,特别是对于湿热变化非常敏感的土,其反映是发生膨胀和收缩,产生膨胀压力。
2、膨胀土的主要物理力学特征⑴粒度组成中,通常黏粒(d<2μm )含量不大于30%.⑵粘土矿物成分中,伊利石和蒙脱石等亲水性矿物占主导地位。
⑶土体湿度增高时,体积膨胀并形成膨胀压力;土体干燥失水时,体积收缩并形成收缩裂缝,反复的干缩湿胀,使土中的裂隙发育,不仅破坏土体的连续性和完整性,而且也形成了地表水浸入的通道,同时水的浸入又加速了土体的软化及裂隙生成。
(裂隙性)⑷膨胀、收缩变形可随环境变化往复发生,导致土的强度衰减。
(强度衰减性)⑸多数属于液限大于50%的高液限土。
⑹超固结性:膨胀土在沉积过程中,在重力作用下逐渐堆积,土体将随着堆积物的加厚而产生固结压密。
由于自然环境的变化和地质作用的复杂性,土在自然界的沉积作用并不一定都处于持续的堆积加载过程,而是常常因地质作用而发生卸载作用。
膨胀土在反复胀缩变形过程中,由于上部荷载(土层自重)和侧向约束作用,土体在膨胀压力作用下反复压密,土体表现出较强的超固结特性。
这种超固结与通常的剥蚀作用产生的超固结机理完全不同,是膨胀土由于含水率变化引起的膨胀压力变化产生的,是膨胀土特有的性质。
3、工程建设中的膨胀土问题⑴在天然状态下,膨胀土通常强度高,压缩性低,在地面以下一定深度取样时难以发现宏观裂纹。
但一旦在大气中暴露,含水率发生变化时,很快出现大大小小的裂纹,土体结构迅速崩解,透水性不断增加,强度迅速减小直至为零。
膨胀土边坡在极缓的情况下发生滑动。
“逢堑必滑,无堤不塌”。
“晴天一把刀,雨天一团糟”、“天晴张大嘴,雨后吐黄水”是膨胀土强度特性和胀缩性规律的高度写照。
⑵膨胀土素土作为堤坝回填土时,因其干密度与含水率关系非常密切,很难压实,压实质量难以控制。
若碾压质量不好,在运行过程中,填土含水率增加时土体极易产生膨胀变形,含水率降低也会在土体中产生干缩裂隙,使土体渗透性变化,外界水分极易进入。
建材发展导向2019年第6期4.4强化专业人才的培养在建筑信息化过程中要实现BIM 的有效应用,强化专业人才的培养也是十分必要的。
之所以要强化专业人才的培养主要有两方面的原因:第一是在实现建筑信息化和BIM 结合之后,原有的建筑信息化管理体系打破,原有的管理结构也会发生明显的变化,而二者结合后的管理对于信息技术、网络技术等的使用要求更高,所以必须要利用现代化人才做管理,因此企业要基于管理实践做人才的针对性培养。
第二是在二者结合后,BIM 成为了管理不可分割的一部分,而要充分的利用BIM 所展示和提供的信息,需要有专门的人员进行BIM 数据信息的提取,这与一般的工作相比难度是比较高的,需要由专业人员来操作。
简言之,在建筑信息化和BIM 有机结合之后,整个建筑管理工作的专业性要求有了非常明显的提升,这种提升,一般的工作人员是无法接手的,所以必须要强化人员的培养,以专业的人员来做更为高效、高质量的管理。
5结语综上所述,建筑信息化是未来建筑发展的基本趋势,而要更好的进行建筑信息化建设,BIM 有着较强的利用价值,所以在建筑信息化建设实践中积极的做BIM 的引入现实意义十分的显著。
文章就此方面的内容做讨论与研究,旨在指导和帮助实践工作。
参考文献:[1]李殷龙.BIM 技术在装配式建筑中的应用价值分析[J].四川水泥,2017(3):231-231.[2]金喜月,杨晓林.新型建筑工业化与BIM 技术的协同关系研究[J].工程管理学报,2018,32(3).[3]田金菜,李斌.BIM 技术在建设工程项目管理中的应用价值分析[J].中国管理信息化,2017,20(10):48-49.[4]姚正钦.BIM 技术在校园建筑信息化管理中的应用分析[J].江西建材,2017(4):294-294.[5]叶浩文,周冲,韩超.基于BIM 的装配式建筑信息化应用[J].建设科技,2017(15):21-23.[6]李娜,程峰.基于BIM 的管理类人才信息化应用能力培养———以建筑业为例[J].价值工程,2017(11):215-217.作者简介:夏治军(1981-),男,汉,大学本科,工程师,目前主要从事工程管理工作。
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法1. 引言1.1 背景介绍公路路基路面设计中膨胀土的处理方法是公路工程设计中一个重要的问题,膨胀土的存在会对路基和路面的稳定性造成影响,需要采取相应的处理措施。
膨胀土的特性和处理方法直接关系到公路工程的施工质量和使用寿命,因此对于如何有效处理膨胀土问题,一直是公路工程领域的研究重点。
为了解决公路路基路面设计中膨胀土的处理方法,本文将围绕膨胀土的特性、处理方法、处理效果评价、案例分析以及常见问题与应对措施展开讨论,旨在为公路工程设计提供一定的参考和指导。
1.2 问题意义路基路面设计中膨胀土的处理方法至关重要,其问题意义主要体现在以下几个方面:膨胀土在公路路基路面工程中常常会导致路基沉陷、路面裂缝等严重问题,影响道路的使用寿命和安全性。
有效处理膨胀土是确保公路工程质量和安全的关键环节。
膨胀土的处理方法直接影响到公路工程的施工周期和成本。
选择合适的处理方法可以有效减少施工时间和成本,提高工程效益。
随着交通流量和车辆载重的增加,公路路基路面所受到的荷载也在不断增加,对膨胀土处理方法提出了更高的要求。
深入研究膨胀土处理方法的问题意义在于为解决实际工程中遇到的困难提供参考和指导。
研究公路路基路面设计中膨胀土的处理方法具有重要意义,不仅可以提高公路工程的质量和安全性,还可以提高工程效益,满足日益增长的交通需求。
2. 正文2.1 膨胀土的特性膨胀土是指在含水环境下,土体体积会发生膨胀变形的土壤。
膨胀土的主要特性包括:吸水膨胀性强、干湿变形差异大、抗压抗剪性能低、易产生龟裂、容重低、含水率变化大等。
膨胀土的吸水膨胀性强是其最显著的特征之一。
当膨胀土吸水时,土壤颗粒之间的间隙会逐渐充满水分,从而导致土壤体积的急剧增大,引起土体的膨胀。
这种膨胀性使得膨胀土在工程中容易引起路基变形、沉降等问题。
膨胀土的干湿变形差异大也是其特性之一。
膨胀土在干燥状态下会收缩,而在吸水后会膨胀,这种干湿变形的差异会导致土体体积的不稳定性,容易引起路基沉降等问题。
膨胀土定义
膨胀土是一种具有特殊性能的土壤材料,可以在吸水后膨胀成一种可塑性较强的物质。
它具有良好的稳定性和可塑性,被广泛应用于土壤工程、建筑工程和环境工程等领域。
膨胀土的主要成分是粘性土和矿物质,其膨胀性质是由于其中的粘土矿物颗粒吸水膨胀造成的。
当膨胀土吸水后,水分分子进入粘土矿物颗粒之间的微孔中,使其膨胀体积增大。
这种吸水膨胀的特性使得膨胀土具有一定的可塑性和可变形性,能够适应不同工程环境的需求。
在土壤工程中,膨胀土常常用于填土和地基处理。
由于膨胀土的可塑性和稳定性,它可以有效地填补地基沉降,提高地基的承载力和稳定性。
同时,膨胀土还可以用于防渗、抗滑等地基处理工程中,起到了重要的作用。
在建筑工程中,膨胀土通常用于制造膨胀土砖。
膨胀土砖具有轻质、保温、隔热、隔音等优点,被广泛应用于建筑墙体和隔墙材料中。
膨胀土砖的制造过程中,膨胀土经过一系列的处理和加工,使其达到一定的稳定性和强度,确保了建筑结构的安全和稳定。
在环境工程中,膨胀土常用于污水处理和土壤改良。
膨胀土具有很强的吸附性能,可以有效地吸附和去除污水中的有害物质和重金属离子,净化水质。
同时,膨胀土还可以用于土壤改良,改善土壤结
构和肥力,提高植物的生长环境。
总的来说,膨胀土是一种具有特殊性能的土壤材料,广泛应用于土壤工程、建筑工程和环境工程等领域。
它的特点是具有良好的稳定性和可塑性,能够适应不同工程环境的需求。
膨胀土的应用能够有效地改善土壤结构、提高工程的稳定性和安全性,对社会经济发展起到了积极的推动作用。
浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验
膨胀土胀缩变形是指土壤在含水条件下,由于含水量的变化导致土体体积发生变化的现象。
一般来说,土壤在吸水后会发生膨胀变形,而在排水后会发生缩小变形。
膨胀土胀缩变形主要表现为土壤的垂直膨胀或缩小,以及水平膨胀或缩小。
膨胀土的胀缩变形与土壤的含水量密切相关。
土壤吸水后,水分分子会渗透进入土壤中的微孔隙中,并与土壤粒子表面的吸附水分相结合。
这种吸附水分的存在会改变土壤颗粒之间的力学性质,使土体体积发生膨胀。
膨胀土的胀缩变形通常以含水量和胀缩比来表示。
渗透性规律试验是用来研究土壤渗透性的试验方法。
渗透性是指土壤内部水分的传递性能。
渗透性规律试验通常分为恒头水压试验和孔隙水压试验两种。
恒头水压试验是通过施加一定压力差,测量土壤渗透性的试验。
试验过程中,将一端开放的试管插入土壤中,然后在试管顶端施加一定压力,使水渗入土壤中。
通过测量试管中水位的变化,可以计算得到土壤的渗透系数。
渗透性规律试验可以帮助工程师和研究人员了解土壤的渗透性特性,对设计和施工具有重要意义。
在土壤水资源利用和土木工程设计中,渗透性规律试验可以为设计者提供较准确的渗透系数和孔隙水压系数,从而指导工程的正常运行。
对于膨胀土来说,了解其渗透性规律也能帮助工程师评估土壤的胀缩特性,从而进行合理的工程设计和施工措施。
浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验膨胀土是指具有较高含水量时会发生一定膨胀变形的土壤。
膨胀土主要由粘土和淤泥组成,其颗粒间的结合力较大,导致其在吸湿时会发生胀缩变形。
膨胀土胀缩变形是指在吸湿或干燥过程中,土壤体积会发生扩大或收缩的现象。
膨胀土的胀缩变形是由于土壤中的吸湿或干燥引起的。
当膨胀土吸湿时,土壤中的粘土颗粒吸附水分,水分的进入导致颗粒之间间隙的扩大,土壤体积随之增大,进而引起土壤的膨胀变形。
当膨胀土干燥时,吸附在粘土颗粒表面的水分会逐渐减少,颗粒间间隙的减小导致土壤体积缩小,进而引起土壤的收缩变形。
膨胀土胀缩变形对土壤工程有一定的影响。
在建筑工程中,膨胀土的胀缩变形会引起地基沉降、地表破裂、结构损坏等问题。
在公路、铁路等交通建设中,膨胀土的胀缩变形会引起路基的破坏、路面的沉降等问题。
对膨胀土进行胀缩性规律试验成为工程设计中的一项重要内容。
膨胀土胀缩试验的目的是评价土壤的扩散特性和胀缩能力。
胀缩性规律试验主要包括湿附试验和干燥试验两个方面。
湿附试验是指将膨胀土在一定湿度条件下浸泡一段时间,然后进行膨胀试验,以评价土壤的吸湿膨胀能力。
干燥试验是指将膨胀土在一定温度和湿度条件下进行干燥处理,然后进行收缩试验,以评价土壤的干燥收缩能力。
湿附试验的主要内容包括定量测定土壤样品的吸水量、湿附扩大系数和湿附收缩系数。
湿附试验可以通过测定土壤的干重、湿重和含水量来定量评价土壤的吸湿膨胀能力。
湿附试验的结果可以用来指导工程设计中的排水措施。
干燥试验的主要内容包括土壤样品的干燥收缩量、收缩系数和干燥收缩率。
干燥试验可以通过测定土壤的湿重、干重和含水量来定量评价土壤的干燥收缩能力。
干燥试验的结果可以用来指导工程设计中的防治措施。
渗透性规律试验是评价土壤渗透性特性的一种试验方法。
渗透性是指液体(水)在土壤中传播的能力。
渗透性规律试验主要是通过测定土壤样品的渗透系数和渗透率来评价土壤的渗透性能。
渗透系数是指单位时间内单位压差下单位面积土壤的液体渗透量。
2005年11月水利学报SHUIUXUEBAO第36卷第11期文章编号:0559.9350(2005)11.1385—07膨胀土的浸水变形特性李振1,邢义川2,张爱军1(1西北农林科技大学水利与建筑工程学院。
陕西杨陡712l呻;2中国水利水电科学研究院综合事业部。
北京100蝉4)摘要:使用压缩仪,对不同起始密度及不同起始含水率的膨胀土进行了分级浸水和一次性浸水膨胀变形试验,同时测试了试样在最水前后不同压力下膨胀变形量的变化过程。
试验结果表明,不同浸水路径在浸水的初期阶段对膨胀土的膨胀变形速率有一定的影响,但膨胀率最终值基本一致;浸水膨胀再压缩试验中压缩稳定后的膨胀率比先压缩再{曼水膨胀试验膨胀稳定后的膨胀率要小,但变化较快,并随着压力的增大,加压后膨胀率逐渐减小,最终两种试验的膨胀率趋于一致;压力对不同初始含水率试样膨胀率的影响较小,对不同初始干密度试样的影响较大;在浸水单向膨胀试验过程中试样的干密度与膨胀率呈双曲线变化规律。
关键词:膨胀土;浸水;压缩;变形;膨胀率中圈分类号:TU4儿.2文献标识码:A1研究背景在膨胀土地区的工程建设中,常用膨胀土作为建筑物的地基,由于膨胀土含有强亲水性黏土矿物成分如蒙脱石和伊利石,使得膨胀土吸水膨胀,失水收缩,从而引起建筑物的开裂、倾斜破坏,或使开挖体的边坡产生滑移失稳等现象,对工程建筑产生极大的危害。
据统计,全世界每年由于膨胀土造成的损失可达近百亿元“]。
加强对膨胀土工程特性的研究,总结探讨其内在的变形规律性,对工程建设具有十分重要的经济意义和工程实践价值。
研究表明,影响膨胀土变形的因素较多,膨胀土的变形不仅与应力路径有关,而且与起始含水率和干密度有关”o。
许多学者对膨胀土的结构特性、遇水作用后产生膨胀变形的机理、膨胀土的本构关系及在不同初始状态下的膨胀变形进行了深入的研究”“,从中得到了许多能很好解释膨胀土工程特性的结论,但对于在不同浸水路径下膨胀土遇水增湿而产生膨胀变形的研究却不多。
针对这一点,本文在不同的浸水路径和加荷方式下,采用压缩仪对膨胀土浸水变形特性进行试验探讨。
2试验材料与方法2.1试验试样试验土样取白安康工业开发区某工程地基膨胀土,其物理性质试验结果见表l。
表1膨胀土的物理性质试验结果2.2试验方法“1按试验方案所需的含水率配制土料,制备试样时采用千斤顶一次压实至控制高度收稿日期:2005_01-27基金项目:水利部“舛8”计划技术创新与转化项目(c渊8)作者简介:李振(1969一),男,陕西华县人,工程师,主要从事岩土工程试验研究。
E.md:Iidmn898@126.一1385萋一譬《i窖勰圈7不同起始干错匿试样压缩稳定提水后的图8相同起始干厨腰试样压耀器足授水启膨胀率历时曲线膨胀率变化历时曲线从图8中看到,压力越小,膨胀变形越大,在压力为O时,其膨胀变形达到最大值;在未浸水前的起始压缩阶段,各试样的压缩变形量虽然相差不大,但还是随着压力的增大而增大;当压缩稳定后对试样浸水,不同压力下的试样遇水产生变形的速率就表现出不同,压力越大,变形速率越小,反映在曲线上就是压力越大,曲线上升段的斜率越小,甚至出现负值(即压缩);图8中也明显地表明,压力越小,膨胀变形量越大,即起始干密度一定时,压力越大,膨胀变形量越小。
3.5起始干密度对膨胀变形的影响不论是逐级浸水,还是一次性浸水到饱和,不同起始干密度试样的自由膨胀率随着起始干密度的增大而增大,并且膨胀率a。
与起始干密度P响之间有如乱,=印。
一B的线性关系(见图9),其中A、B为试验系数。
通过对逐级浸水和一次性浸水到饱和两种浸水途径的起始干密度与其膨胀率的线性拟合得到,一次性浸水到饱和时A=29.26,B=28.04,相关系数舻=o.96;逐级浸水饱和时A=22.40,曰=19.80,相关系数酽=0.93。
在试验的过程中对起始干密度分别为1.40、1.50、1.60∥co的3种试样在不同时段的干密度进行测定,并点绘成试验过程中试样干密度与膨胀率关系,见图10。
翻:∞葬茎豁落墓≯△15试验点。
l6试验点5304560弗胀率(%)图9不同起始干密度与自由膨胀率的关系曲线图lo试验过程中干密度与膨胀率关系曲线从图10中看到,在试验过程中随着膨胀率的增加,试样干密度减小。
这是由于在试验过程中,水分不断进入到试样内部与膨胀性矿物结合而产生膨胀变形,使得试样体积增大,干密度减小。
事实上,设试样干土质量为m,试样为圆柱型,试验前高度为^。
,半径为r0,试样试验前的干密度为肌,浸水后试样的高度增加到^。
+△^,半径增加h+△r,则膨胀后试样的干密度P,。
为:~2币i面寿而(2)给上式右端的分子和分母同除以试样试验前的体积":k,则有~=面百‰。
)式中:d,=等为径向膨胀率;以=等为轴向膨胀率。
由于本文试验使用的仪器为固结仪,试样侧向受到限制,此时8,=0,代人上式变为一1388—阻=抵(4)把按此式计算得到的试样膨胀过程中不同膨胀率所对应的干密度绘制到图lo中,可见,所有的试验点几乎都落在双曲线上,即试验点与其相当吻合。
对于不同起始干密度的试样在先加压压缩稳定后浸水膨胀的试验结果,整理出在相同压力下不同起始干密度与膨胀率的关系曲线见图11。
从图“中看到,压力越小,膨胀率越大,而且随着起始干密度的增大,膨胀率也增大,同样具有很好的线性关系。
3.6舍水率对膨胀变形的影响为了分析分级浸水过程中含水率变化与膨胀率变化的关系,绘制了相同起始含水率在不同起始干密度下各试样分级浸水过程中含水率与膨胀率的关系曲线(见图12)及相同起始干密度在不同起始含水率各试样分级浸水过程中含水率与膨胀率的关系曲线(见图13)。
篡_卧崔潼干密度代g止m3)图ll相同压力下起始千密度与睁胀率关系曲线装甘当蛰台永率(%)图13相同意始干密度不同起始含水率分级浸水过翟中含水率与膨胀率关系曲线吉水率(%)图12不同起始干密度分级增湿过程中含水率与膨胀量美系曲线X*岩蛰含水率(%)图14相同压力下起始告水率与膨胀率关系曲线从图12中看到,不同起始干密度的试样在分级浸水过程中膨胀率随着试样含水率的增加而增大,起始干密度越大,膨胀率增加的越快,当试样的含水率达到饱和状态后,各试样的膨胀率趋于稳定。
从图13中看到,不同起始含水率的试样在分级浸水过程中膨胀率随着试样含水率的增加也在增大,虽然各试样的起始含水率不同,但各试样膨胀变形的速率基本一致,表现在曲线上就是在各试样变形达到稳定前,各曲线基本平行;当试样的含水率达到饱和状态后,各试样的膨胀率趋于稳定。
从图13中还可以看到,起始含水率越小,膨胀稳定后的膨胀率越大。
对于相同起始干密度、不同起始含水率先浸水饱和后加压压缩试验,绘制了在相同压力下起始含水率与膨胀率的关系曲线见图14。
从图14中可见,当压力很小时,起始含水率越小,膨胀率越大;当压力超过50kPa后,在相同压力下,随着起始含水率的增大,膨胀率几乎不变,反映在曲线上几乎就是一水平线,这表明在较大压力下,起始含水率的大小几乎对膨胀率不产生影响。
试样试验前后含水率的增加量(含水率之差)与膨胀率的关系曲线见图15。
从图15中可以看到,随着含水率差值的增大,膨胀率增大,这就是说,试样吸收的水分越多,其膨胀变形越大。
3.7压力对膨胀变形的影响各试样在加水膨胀变形稳定后,分级加荷进行压缩试验,图16和图17表示各试样在不同起始条件下浸水膨胀后的膨胀率与压力的关系曲线。
从图中可见,不同初始条件下试样的膨胀率随压力的变化规律基本相同,随着压力的增大,加压后膨胀率减小。
从图16中可以看到,试样密度越小,其膨胀率随压力的增大变化的越快,而密度越大,其膨胀率随压力的增大变化的越慢。
从图17中可以看到,虽然各初始含水率试样的膨胀率随压力增大而减小,但压力对不同初始含水率试一1389一美一斟《氇尹一,唬聚扎¨¨¨%/q、勃一叩1牛I叶l止m样的膨胀率的影响没有对不同初始干密度试样的影响强烈,这主要表现在各试样的试验曲线分布在较窄的区域内。
鬟褂崔穗含水率差(%)图15不同初始含水率试验前后音水率差与膨胀率关系曲线美静拦趋压力/kPa图17不同起始含水率分级增湿稳定后压力与膨胀率关系曲线i1i膝”札+140—o—l450601201802403∞360美辟甾鹫压力,kPa图16不同起始干密度分级增翟稳定后压力与膨胀率舶关系曲线压力,kPa图18不同起始干密度加荷稳定后浸水饱和试验中压力与膨胀率的关系曲线对压缩稳定后加水膨胀试验结果整理,绘制不同起始干密度加荷稳定后浸水饱和试验中压力与浸水后的膨胀率的关系曲线,见图18。
从图18中可见,起始干密度越小,膨胀率越小;图中曲线表明随着压力的增大,膨胀率减小,而且在浸水起始阶段,随着压力增加,膨胀率变化的较快,当压力达到40kPa左右时,膨胀率的变化幅度将有所减小;从图中还可以看到,不同密度试样先压缩再浸水膨胀的膨胀率随压力的变化规律基本相同,但与分级浸水后压缩膨胀试验结果的压力与膨胀率的关系曲线有所不同,主要表现在起始变形速率不同及曲线的形状不同,先压缩后浸水膨胀试验的压力与膨胀率的关系曲线起始阶段变形速率较大,且曲线有明显的拐点,这主要是由浸水路径的不同引起的。
4结论膨胀土不同起始干密度和不同起始含水率的试样不论是在分级浸水还是一次性浸水过程中膨胀率都随着试样含水率的增加而增大,起始干密度越大,膨胀率增加的越快,起始含水率越小,膨胀率增加的也越快,但在两种浸水过程中膨胀率最终值基本是一致的;膨胀土在浸水的初期阶段,不同起始干密度和不同起始含水率的试样其膨胀变形速率是不一样的,起始干密度较小的试样,膨胀率增加的较快,而不同起始含水率的试样膨胀变形速率基本一致。
浸水膨胀再压缩试验压缩稳定后的膨胀率比先压缩再浸水膨胀试验膨胀稳定后的膨胀率不仅要小,而且变化的较快,随着压力的增大,最终两种试验方式的膨胀率趋于一致。
膨胀土起始干密度与膨胀率成线性关系,在浸水单向膨胀试验过程中试样的干密度与膨胀率成双曲线变化规律。
不同初始条件下试样的膨胀率随压力的变化规律基本相同,随着压力的增大,加压后膨胀率逐渐减小;压力对不同初始含水率试样的膨胀率的影响较小,而对不同初始干密度试样的影响较大。
参考文献[1]廖世文.膨胀土与铁路工程[M].北京:中国铁道出版社,19841l—12.[2]包承纲.南水北调中线工程膨胀土槊坡稳定问题及对策[J]人民长江,2003.34(5):4—6—1390一[8]刘祖德,王园.膨胀土浸水三向变形研究[J].武汉水利电力大学学报,1蝌,27(6):616—621.詹志雄,文江泉,曼光,等.膨胀岩土体湿度本构模型的探讨[J].地厦灾害与环境保护,】998,9(2):49—54.缪协兴用湿度应力场理论解圆形硐室遇水作用问题[J】.岩土工程学报,1995,i7(5):86—90.缪林昌,仲晓晨,殷宗泽.非饱和膨胀土变形规律的试验研究[J].大坝观测与土工测试,1999,23(3):36—39、孔令伟,郭爱国,赵颖文,陈善雄.荆门膨胀土的水稳定性及其力学效应[J].岩土工程学报,2004,26(6):727—732s1237—1999.土工试验规程[s].h帅蜊佃defb珊鲥∞ch啪cterisⅡ心ofe印a皿商vesmlsUZhenl,xINCYi-chuan2,ZHANGAi.j岫1(1Ⅳo柚删舭曲啪fⅡ刖凡f岫,&*删赫dn咖l。