南阳膨胀土试验段现场大剪及室内试验对比分析.pdf

《南阳膨胀土试验段现场大剪及室内试验对比分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第41卷第16期人民长江V01．41．N0．162010年8月YangtzeRiverAug．，2010文章编号：1001—4179{2010)16—0021—03南阳膨胀土试验段现场大剪及室内试验对比分析阳云华，马贵生，强鲁斌(长江岩土工程总公司(武汉)地质公司，湖北武汉430010)摘要：南水北调中线总千渠线路长达1276．6km，渠线通过不同的地质单元，其中膨胀土是工程要解决的最主要工程地质问题之一。膨胀土力学参数取值是膨胀土渠段渠道边坡设计和稳定计算的重要依据，通过南阳膨胀土现场大剪土工试验成果与室内试验成果进行对比分析，提出了膨胀土渠坡设计参数参考值，对膨胀土渠坡

2、设计提供了可靠的设计依据。关键词：膨胀土；大剪试验；力学参数取值；南水北调中线一期工程中图法分类号：TV67文献标志码：A南水北调中线工程是缓解京、津、华北地区资源性成，盖板略小于样盒，试验时两块盖板中间夹直径2缺水的特大型跨流域调水工程，膨胀土是工程要解决t3111的滚轴，以减小加压系统对土样剪切时的阻力。的主要工程地质问题之一，特别是膨胀土(岩)广泛分1．2现场试验布于工程起始段陶岔渠首至鲁山渠段，占该段渠道总先进行试验样(试样高约12cm)的现场挖取，取长80％左右，而南阳盆地分布的膨胀土在中线渠道具41ClTI×41cm大小的方形土柱，再把试框(试框高15有广泛的代

3、表性，通过多次调研，在南阳盆地总干渠桩cm)加压切入，如是进行饱和试验则在试框上加水饱号100+500～102+550渠段进行了南水北调中线工和24～48h，最后加压至设计压力值，使土样垂直变形程膨胀土现场试验。为了取得试验段膨胀土体的力学稳定后，进行剪切试验，以快剪为主，每分钟剪切变形参数，现场进行大剪试验，分别对弱膨胀土、中膨胀量为0．2～0．7171111，约20rain完成一个样的试验。土、裂隙面进行天然和饱和剪两种试验方法，并同步在现场试验垂直压力采用0，25，50，75，100，125，相应的高程地点取方块样在室内进行对比试验，取得150，200kPa。了大量的

4、试验成果。本文试图通过将现场试验与室内2试验成果分析试验进行对比，找出规律性，为膨胀土渠道边坡设计提供计算依据。2．1应力与位移1现场大剪仪介绍图1是弱膨胀土的在饱和24h后，在垂直压力为50，100，150，200kPa下剪切后的应力位移曲线。I．I现场大剪简介图2是中膨胀土在不同压力下的应力位移曲线。现场大剪试验所采用的仪器为自行研制的YSJ一图1、2表明，膨胀土一般为脆性破坏，破坏时位移量很1型大剪仪，仪器由槽钢制成的试验框架、加力系统、小，在位移量达到4mm左右后，其抗剪断强度迅速衰样盒、盖板、千分表等组成。加力系统采用液压加压，减，残余强度迅速减tJ,~U原来峰值

5、强度的2／3，说明边由输油管、液压千斤顶组成；样盒大小为40cm×40坡发生滑动后，其安全系数迅速释低。cm×15cm(长×宽×高)，由厚度为0．5C1TI的钢板制以弱膨胀土为例，随垂直压力的增大，其屈服和破收稿日期：2010—06—30基金项目：国家“十一五”科技攻关项目(2006BAB04A10)作者简介：阳云华，男，注册岩土工程师，主要从事岩土工程地质勘察与研究工作。22人民长江2010生坏位移相应的增大(见表1)。般追踪裂隙面面积可达50％左右，裂隙面较平直光滑，大值裂隙面则常有钙质结核，且裂隙面起伏。为了验证现场大剪资料的可靠性，同时进行了裂隙的室内直剪试验，见表

6、3。表2南阳膨胀土试验段中5区裂隙大剪试验破坏情况统计编号kPakPamm％kPamm％11l1生1＼R只铱03691215182124270510l520253035位移／m位移／mm(c)150kPa垂直压力(d)200kPa垂直压力图1饱和弱膨胀土在不同压力下的应力位移曲线40墨30R201005l0l52O05l0t52O25位移／ⅡI【I1位移／㈣R容(a)25kPa垂直压力(b)100kPa垂直压力∞∞m016o曼12。80o510152025300510152025位移／mm位移／mm(c)50kPa垂直压力(d)200kPa垂直压力102030405060垂

7、直压力／kPa图2中膨胀土在天然状态下的应力位移曲线图3裂隙面在不同压力下的抗剪强度表1不同压力状态下饱和弱膨胀土的屈服位移与破坏位移表3裂隙的室内试验和现场试验成果注：表中数据均为平均值o2．2膨胀土抗剪强度膨胀土抗剪强度可分为土体抗剪强度和裂隙抗剪强度。2．2．1膨胀土裂隙强度膨胀土裂隙是控制土体滑动的主要因素，为了求得裂隙的强度，又不破坏土体的原始结构，在裂隙发育从表3可以看出，现场试验与室内试验成果非常的南阳膨胀土试验段的中5区进行了裂隙强度的大剪接近，现场试验略大于室内试验成果，由于室内试验试试验，其试验