非飽和膨脹土邊坡的長期變形和穩(wěn)定性研究.pdf

1、本文在總結前人有關膨脹土研究成果的基礎上,利用離心模型試驗技術、非飽和土的三軸試驗、數(shù)值模擬等手段,深入研究了非飽和膨脹土的長期強度和變形特性,特別是干濕循環(huán)對非飽和膨脹土邊坡的長期變形和穩(wěn)定性影響,得出以下結論:
　　 1.離心模型試驗結果表明,干濕循環(huán)是導致膨脹土邊坡破壞的根本因為。干濕循環(huán)使得膨脹土邊坡產(chǎn)生裂縫,隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增加,裂縫逐漸變寬變深。裂縫的存在不僅削弱了膨脹土邊坡土體的結構,而且為水的入滲提供了通道,從

2、而使土體軟化,強度降低。膨脹土邊坡的初始干密度、坡比和初始含水量對干濕循環(huán)作用下的膨脹土邊坡的變形和穩(wěn)定性均具有明顯影響。初始干密度的增加、放緩邊坡、控制初始含水量接近于最優(yōu)含水量都可降低膨脹土邊坡的變形和提高膨脹土邊坡的穩(wěn)定性,其中初始干密度的影響最大。
　　 2.每次干濕循環(huán)使得膨脹土邊坡均累積了向坡下的沉降和水平位移,隨著干濕循環(huán)的次數(shù)的增加,不論邊坡土體密度的高低、邊坡的陡緩、初始含水量的多少,最終都將導致膨脹土邊坡的漸

3、進破壞。因此防止膨脹土邊坡發(fā)生破壞的最關鍵的措施是盡可能隔斷其與外界的水分交換,也就是避免膨脹土邊坡進行干濕循環(huán),如不能隔斷其與外界的水分交換,也應采取合適的排水措施,以盡可能防止膨脹土邊坡充分濕化。
　　 3.非飽和膨脹土的三軸試驗研究結果表明,隨著吸力和干密度的增大,非飽和膨脹土的凝聚力呈非線性增大,而且增長幅度明顯,而有效內摩擦角則幾乎不變；非飽和膨脹土的脹縮特性不僅取決于其干密度和圍壓,而且還與其吸力密切相關,隨著吸力的

4、增大,非飽和膨脹土的剪脹特性增強。
　　 4.基于沈珠江院士提出的飽和土雙硬化模型,建議了一個描述干濕循環(huán)下非飽和膨脹土應力應變關系的數(shù)值模型,初步驗證結果表明,建議的數(shù)值模型可大體模擬干濕循環(huán)作用下的非飽和膨脹土的強度和變形特性。
　　 5.根據(jù)非飽和土簡化固結理論,采用調整排氣率和滲透系數(shù)隨裂縫發(fā)展而變化的簡化方法,結合作者建議的描述干濕循環(huán)下非飽和膨脹土應力應變關系的數(shù)值模型,考慮干濕循環(huán)作用下SWCC曲線的滯回路