基于原位電阻率的膨脹土工程性能評價(jià)方法研究.pdf

1、膨脹土體內(nèi)含有大量親水性礦物，水分變化時(shí)表現(xiàn)出明顯的脹縮性，對工程危害很大，因此在工程施工前必須對工程場地進(jìn)行勘察，評價(jià)場地膨脹土的膨脹潛勢，以對其作出相應(yīng)的處理。目前對膨脹土場地的工程評價(jià)，主要通過鉆探取樣和室內(nèi)試驗(yàn)，預(yù)估膨脹土場地的膨脹變形。該方法一般操作麻煩、耗時(shí)長。因此，研究一種方便快捷的評價(jià)原位膨脹土體工程特性的技術(shù)手段具有重要意義。土的電阻率是土的導(dǎo)電性基本參數(shù)，主要影響指標(biāo)有含水率，密度，飽和度，孔隙率，顆粒結(jié)構(gòu)，孔隙液離

2、子成分與濃度，孔隙特性，礦物成分等，這些指標(biāo)的變化都會(huì)一定程度上引起膨脹土的工程特性指標(biāo)以及電阻率的改變，因此研究電阻率指標(biāo)與膨脹土工程特性的關(guān)系對建立原位評價(jià)膨脹土的工程性質(zhì)具有現(xiàn)實(shí)工程和理論意義。本文以非洲黑棉土膨脹性能快速評價(jià)項(xiàng)目為依托，通過室內(nèi)試驗(yàn)、理論分析、模型試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)相結(jié)合的方法，對電阻率指標(biāo)和膨脹土工程特性之間的關(guān)系和基于電阻率的原位測試方法進(jìn)行了研究。主要研究內(nèi)容與成果有:
　　1.采用室內(nèi)試驗(yàn)研究了人工膨脹

3、土（高嶺土和膨潤土混合樣）和天然膨脹土的工程特性。結(jié)果表明，人工膨脹土自由膨脹率、自由膨脹系數(shù)隨膨潤土含量增加而增大;無荷線膨脹率隨含水率增加而減小，隨膨潤土含量增加而線性增大，隨自由膨脹率增加而呈冪函數(shù)增大;粘粒含量隨膨潤土含量增加而增大，砂粒含量則減小;液限和塑性指數(shù)隨著自由膨脹率的增加而顯著增加，塑限則相對平穩(wěn);pH值隨水土比增加而增大，最后趨于穩(wěn)定，隨自由膨脹率增加而線性減小。天然膨脹土無荷線膨脹率隨自由膨脹率增加而呈冪函數(shù)增大

4、;pH值隨著水土比增加而線性增大。
　　2.采用室內(nèi)電學(xué)試驗(yàn)研究了人工膨脹土和天然膨脹土的電學(xué)參數(shù)與工程特性的關(guān)系。結(jié)果表明，人工膨脹土和天然膨脹土電阻率隨著含水率、密度、飽和度、自由膨脹率、液限、塑性指數(shù)、粘粒含量、pH值的增大而呈冪函數(shù)減小，隨孔隙率增大而呈冪函數(shù)增大，且均有比較好的擬合關(guān)系。
　　3.研制了原位測試電阻率探頭，該探頭采用四極垂向電測深(4P-VES)測試方法，適用于地面以下50m內(nèi)的土層電阻率測試。