多次干濕循環(huán)下膨脹土裂隙演化規(guī)律及強度變形特性試驗研究.pdf

1、膨脹土是一種主要由蒙脫石和伊利石等組成的高塑性粘土，具有顯著的吸水膨脹、失水收縮特性，其不良工程特性主要表現(xiàn)為裂隙性、脹縮性、超強固結性。膨脹土的干濕循環(huán)與裂隙的發(fā)育情況是對應的，干濕循環(huán)造成土體裂隙不斷的張開和閉合，由此也會影響膨脹土強度和變形特性，從而對工程建設造成重大危害。因此，研究干濕循環(huán)下膨脹土裂隙演化規(guī)律以及土體強度和變形特性的變化情況對地質災害防治具有重大意義。本文以南水北調南陽段膨脹土為研究對象，針對其裂隙演化規(guī)律、強度

2、和變形特性，開展了一系列試驗。主要內容與成果如下：
　　利用濾紙法，分別測得膨脹土土水特征曲線、總吸力曲線以及二階掃描線。介紹了毛細滯回內變量模型，驗證了該模型對于膨脹土的適用性。結果表明：土水特征曲線和總吸力曲線變化規(guī)律基本相同，滯回現(xiàn)象十分明顯；含水量任意變化下的曲線不與完整脫、吸濕曲線重合，而是在二者組成的環(huán)形范圍內變化；毛細滯回內變量模型適用于膨脹土，利用該模型可以計算任意循環(huán)路徑下的基質吸力。
　　通過室內裂隙觀測

3、試驗，基于分形理論對干濕循環(huán)下裂隙演化規(guī)律，裂隙發(fā)育與基質吸力的關系進行了研究。結果表明：裂隙率和分形維數(shù)均可以很好的表征裂隙發(fā)育情況，二者曲線變化規(guī)律相似，相互之間關系可以用函數(shù)關系式來表示；干濕循環(huán)對裂隙發(fā)育具有很大影響，隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增多，裂隙不斷發(fā)育，但到一定程度后就會停止；不同循環(huán)方式對裂隙發(fā)育有一定的影響；基質吸力與裂隙發(fā)育具有很好的相關性。
　　針對干濕循環(huán)作用下土體變形特性進行了研究。結果表明：干濕循環(huán)對膨脹土

4、變形指標具有很大的影響，對直徑影響較小，對高度的影響較大，這種影響具有不可逆性；裂隙發(fā)育指標與變形指標具有很好的相關性，隨試樣直徑不斷減小，裂隙率和分形維數(shù)均呈現(xiàn)出先增大后減小的情況；不同循環(huán)方式對土體變形特性有很大影響，含水率變化范圍越小，對土體的破壞程度越低，各項變形指標變化越小。
　　針對干濕循環(huán)下土體強度特性進行了研究，分析了裂隙發(fā)育、循環(huán)方式對強度的影響。研究表明：干濕循環(huán)作用對土體強度具有很大影響，隨循環(huán)次數(shù)的增多，抗