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1、膨脹土遇水膨脹軟化、失水收縮干裂,工程性質(zhì)復(fù)雜,常常引發(fā)膨脹土所在地區(qū)的巖土工程災(zāi)害。膨脹土無(wú)論是在飽和環(huán)境下還是在非飽和環(huán)境下,都會(huì)發(fā)生不同程度的膨脹,表現(xiàn)出不同的膨脹力,給膨脹土所在地區(qū)造成工程災(zāi)害。盡管目前人們對(duì)飽和土的膨脹特性有了較為深入的了解,但是在非飽和環(huán)境下有關(guān)膨脹土的力學(xué)特性的研究仍較為缺乏,尤其是膨脹力的測(cè)試及其機(jī)理解釋方面仍然存在諸多爭(zhēng)議。本文針對(duì)廣西寧明膨脹土在純水飽和環(huán)境與控制濕度的非飽和環(huán)境下,分別測(cè)量各自的極
2、限膨脹力與自然膨脹力,并分析其膨脹機(jī)理。本文的研究?jī)?nèi)容包括飽和環(huán)境下膨脹土極限膨脹力的測(cè)試與非飽和環(huán)境下膨脹土自然膨脹力的測(cè)試,主要成果如下:
?。?)目前測(cè)量土體膨脹力的主要方法有膨脹反壓法、加壓膨脹法、平衡加壓法和恒體積法四種?;跍y(cè)量膨脹力的恒體積法,利用TST-55型滲透儀、高精度壓力傳感器和數(shù)采系統(tǒng)改進(jìn)了測(cè)量土體膨脹力的裝置,并測(cè)定了寧明膨脹土的極限膨脹力。試驗(yàn)結(jié)果表明,土樣初始含水量和干密度對(duì)土體的極限膨脹力都存在顯
3、著的影響,并建立了極限膨脹力與干密度之間的定量關(guān)系式;較低初始含水量時(shí),不同干密度的土樣在膨脹力達(dá)到峰值之后,均有不同幅度的降低,且隨著干密度的增大而降低的越多,并且發(fā)現(xiàn)極限膨脹力降低值與干密度之間在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)軸上存在線性關(guān)系;而在較高初始含水量時(shí),不同干密度的土樣在膨脹力達(dá)到峰值之后,會(huì)保持平穩(wěn)趨勢(shì)。極限膨脹力的對(duì)數(shù)值與初始含水量之間具有很好的線性關(guān)系,土樣吸水量的對(duì)數(shù)值與初始含水量以及干密度均有著很好的線性關(guān)系。
?。?)為
4、了研究膨脹土在非飽和環(huán)境下的膨脹力,結(jié)合測(cè)量膨脹力的恒體積法與控制吸力的蒸汽平衡法(控制相對(duì)濕度),本試驗(yàn)設(shè)計(jì)了一種能夠測(cè)量膨脹土在非飽和環(huán)境下膨脹力的儀器。本文試驗(yàn)結(jié)果表明,膨脹土的自然膨脹力隨著相對(duì)濕度的增大而增大;通過(guò)軸平移法與蒸汽平衡法聯(lián)合測(cè)定全吸力范圍內(nèi)寧明膨脹土的土水特征關(guān)系曲線,發(fā)現(xiàn)寧明膨脹土的吸濕曲線與脫濕曲線兩者不重合,存在滯回現(xiàn)象,構(gòu)成一個(gè)滯回圈。自然膨脹力在到達(dá)峰值后會(huì)稍微降低,最終達(dá)到穩(wěn)定值,即殘余膨脹力;自然膨
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