干湿循环条件下碾压膨胀土的裂隙发展规律

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1、第２８卷第１期交通科学与工程Ｖｏｌ．２８Ｎｏ．１２０１２年３月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＴＲＡＮＳＰＯＲＴＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＭａｒ．２０１２文章编号：１６７４－５９９Ｘ（２０１２）０１－０００１－０５干湿循环条件下碾压膨胀土的裂隙发展规律杨和平，刘艳强，李晗峰（长沙理工大学特殊土工程研究所，湖南长沙４１０００４）摘要：为探讨公路工程中膨胀土路基裂隙的开展过程和演化规律，设计并开展了室内模拟试

2、验，初步获得压实膨胀土中裂隙的发育过程及随干湿循环作用次数的变化规律．运用ＭＡＴＬＡＢ的图像处理功能，对开裂试样进行了定性描述和定量统计分析．分析结果表明：初始状态下，试样中产生的裂隙细微短小，裂隙率较低；首次干湿循环作用后，试样裂隙率大幅提高，且开裂宽度和深度急剧加大；但经随后几次干湿循环的作用，裂隙的增长率逐步减小并趋于稳定．研究结论对指导膨胀土路基施工有一定意义．关键词：干湿循环；压实膨胀土；室内模拟试验；图形图像处理；裂隙率中图分类号：Ｕ４１６．１＋６７文献标识码：ＡＴｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ

3、ｏｆｃｒａｃｋｓｏｆｃｏｍｐａｃｔｅｄｅｘｐａｎｓｉｖｅｓｏｉｌｕｎｄｅｒｄｒｙ－ｗｅｔｃｙｃｌｉｎｇＹＡＮＧＨｅ－ｐｉｎｇ，ＬＩＵＹａｎ－ｑｉａｎｇ，ＬＩＨａｎ－ｆｅｎｇ（ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｐｅｃｉａｌＳｏｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈａｎｇｓｈａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０００４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｃｒａｃｋｓｏ

4、ｆｅｘｐａｎｓｉｖｅｓｏｉｌｅｍｂａｎｋｍｅｎｔｉｎａｃｔｕａｌｈｉｇｈｗａｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ａｌａｂｏｒａｔｏｒｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｓｔｓａｒｅｄｅ－ｓｉｇｎｅｄ，ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｃｒａｃｋｓｏｆｃｏｍｐａｃｔｅｄｅｘｐａｎｓｉｖｅｓｏｉｌｗｉｔｈｔｈｅｎｕｍｂｅｒｓｏｆｄｒｙ－ｗｅｔｃｙｃｌｉｎｇａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃｒａｃｋｒａｔｅｓｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅｓａｒｅｄｅ－ｓｃｒｉｂｅｄａｎｄｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅａｎａｌｙｚｅｄ

5、ｗｉｔｈｔｈｅｇｒａｐｈａｎｄｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆＭＡＴＬＡＢ．Ｔｈｅｔｅｓｔｓａｎｄｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｒａｃｋｓｏｆｔｈｅｅｘｐａｎｓｉｖｅｓｏｉｌｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｍｐａｃｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｒｅｆｉｎｅ，ａｎｄｔｈｅｃｒａｃｋｒａｔｅｉｓｓｍａｌｌ，ｔｈｅｆｉｒｓｔｄｒｙ－ｗｅｔｃｙｃｌｉｎｇｃａｎｇｒｅａｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｃｒａｃｋｒａｔｅｏｆｔｈｅｅｘｐａｎｓｉｖｅｓｏｉｌ，ｔｈｅｗｉｄｔｈａｎｄｄｅｐｔｈａｒｅａｌｓｏｉｎ

6、－ｃｒｅａｓｅｄ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｄｒｙ－ｗｅｔｃｙｃｌｅｓｏｎｔｈｅｃｒａｃｋｒａｔｅｓａｒｅｇｒａｄ－ｕａｌｌｙｄｅｃｒｅａｓｅｄ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｃｅｒｔａｉｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｇｕｉｄａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｅｘｐａｎｓｉｖｅｓｏｉｌｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｒｙ－ｗｅｔｃｙｃｌｉｎｇ；ｃｏｍｐａｃｔｅｄｅｘｐａｎｓｉｖｅｓｏｉｌ；ｌａｂｏｒａｔｏｒｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｓｔｓ；ｇ

7、ｒａｐｈａｎｄｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ｃｒａｃｋｒａｔｅ膨胀土是自然地质历史过程中形成的一种多和超固结性等三大特性，其中裂隙性是造成工程裂隙且具显著胀缩性地质体．它分布广，并对各类结构破坏的关键因素．土中裂隙的产生、延展和贯浅表层轻型工程建设具有特殊危害作用，被称之通，极大地破坏了土体结构的整体性并降低了它［１］［２］为“工程中的癌症”．膨胀土具有胀缩性、裂隙性的强度和稳定性．收稿日期：２０１１－１２－１３基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０９７８０３５）；交通部科技项目（２００９３５３３１

8、１０６０）；广西交通科技项目（２０１１－２０）作者简介：杨和平（１９５４－），男，长沙理工大学教授，博士生导师．２交通科学与工程第２８卷现有对膨胀土裂隙性的研究，多停留于用解路堑边坡的柔性支护，膨胀土填料都必须达到一［３］析方法模拟裂隙对边坡稳定性的影响及用数理定的压实度．因此，很有必要针对实际的膨胀土填统计方法描述裂隙与土的抗剪强度和变形特性间筑工程来开展试验研究，以获得碾压膨胀土中裂［４－５］关系，方法中因包含不少理想假定与简化，分隙的