南水北調(diào)中線工程段弱膨脹土的強(qiáng)度特性宏細(xì)觀試驗(yàn)研究.pdf

1、膨脹土是由強(qiáng)親水性粘土礦物蒙脫石和伊利石組成的，是一種特殊的高塑性粘土，它的特殊性主要表現(xiàn)在:強(qiáng)烈的吸水膨脹，失水收縮干裂;峰值強(qiáng)度高，殘余強(qiáng)度低;強(qiáng)度隨含水量變化幅度明顯，另外還具有超固結(jié)性、多裂隙性和可塑性。由于這些特殊性，膨脹土對建筑物造成的破壞常具有多次反復(fù)性和長期潛在的危險，對人類生活造成嚴(yán)重的災(zāi)害。本文利用直剪殘余剪切儀、GDS非飽和三軸試驗(yàn)儀、循環(huán)動單剪實(shí)驗(yàn)儀和微觀掃描電子顯微鏡，對南水北調(diào)中線工程禹州段弱膨脹土的宏觀力學(xué)

2、性質(zhì)和細(xì)觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一系列的研究。本論文取得的主要研究成果，歸納如下:
　　 (1)利用直剪殘余剪切儀對原狀和重塑膨脹土進(jìn)行靜力學(xué)試驗(yàn)，通過分析不同狀態(tài)下膨脹土的剪應(yīng)力-剪位移關(guān)系曲線，得出原狀膨脹土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是影響剪應(yīng)力-剪位移關(guān)系曲線具有峰值的重要因素。殘余強(qiáng)度隨著結(jié)構(gòu)的變化與峰值強(qiáng)度的變化趨勢大致相同，在不同的結(jié)構(gòu)狀態(tài)和外界環(huán)境條件下，基本上表現(xiàn)出原狀試樣強(qiáng)度＞重塑試樣強(qiáng)度＞飽和原狀試樣強(qiáng)度＞飽和重塑試樣強(qiáng)度的特征，且隨著

3、壓力的增大，原狀樣與其它三種試樣的強(qiáng)度相差越來越小。
　　 (2)利用GDS非飽和三軸試驗(yàn)儀研究膨脹土的非飽和性，結(jié)果證明:膨脹土的抗剪強(qiáng)度不僅取決于所承受的圍壓，而且還與基質(zhì)吸力的大小密切相關(guān)，且抗剪強(qiáng)度隨圍壓和基質(zhì)吸力的增大而增強(qiáng);吸力對黏聚力影響十分明顯，黏聚力隨著吸力的增大呈非線性增大，且增幅明顯，但吸力對有效內(nèi)摩擦角則幾乎沒有影響。
　　 (3)利用循環(huán)動單剪實(shí)驗(yàn)儀對膨脹土的動力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析，得出固結(jié)壓力和振