侧限条件对干湿循环过程中膨胀土强度的影响

《侧限条件对干湿循环过程中膨胀土强度的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、侧限条件对干湿循环过程中膨胀土强度的影响吴道祥熊福才逸追鹏組雪連合肥K大学资源与环境工程学院文章通过对合肥地区膨胀土进行侧限和无侧限的干湿循环条件下的直接剪切试验，探讨了试验过程中强度侧限条件对土样干湿循环后的强度衰减情况的影响。研宄结果表明:每次干湿循环后，有侧限试样的强度都高于无侧限试样的强度，其中，侧限条件在前3次干湿循环中对膨胀土强度的影响较为明显，在第4、第5次干湿循环后，无侧限试样与有侧限试样的内聚力及内摩檫角基本接近，表明随着循环次数的增加，侧限条件对膨胀土干湿循环条件下强度的衰减影响明显减弱，直至可以忽略;在膨胀土地区工程实践中，考虑安全因素，对于易受外界条件影响而产生干湿

2、循环的膨胀土层，其强度应采用原状土样强度的1/3。关键词：侧向约束条件;膨胀土;干湿循环;内聚力;内摩擦角;奋关干湿循环对于膨胀土工程性质影响方面的研究主要有:文献［1-3］研究丫膨胀土抗剪强度与含水率、干湿循环次数、干湿循环幅度等控制参数的关系；文献［4］研宂了干湿循环对原状土的抗剪强度的影响；文献［5］研宄了击实膨胀土的干湿循环膨胀特性，表明干湿循环带来的绝对膨胀率总是增大而相对膨胀率则降低;文献［6］研究了膨胀土在不同约束条件下的膨胀特性，发现不同的约束状态对膨胀土的含水率、密度、孔隙比和抗剪强度等物理力学性质指标有显著影响；文献［7］通过现场人型直剪试验研宄了膨胀土在经历干湿循环作

3、用前后的强度对比，发现经历了干湿循环后的膨胀土的软化特征并不明显，反复胀缩形成的裂隙发育成为导致膨胀土失稳破坏的主要因素;文献［8］研究了干湿循环附加压力循环对改良后的膨胀土膨胀特性的影响，并用此来评估膨胀土经历长期的地质作用后的稳定性，另外发现了膨胀土的显微结构在第1次干湿循环后并无明显变化，其在第4次干湿循环作用后才达到稳定状态;文献［9-10］探究了印度地区的黑棉土在经历干湿循环作用后的性质改变，发现干湿循环降低丫土质的稳定性，但会增加石灰处理后黑棉土中的黏粒含量。干湿循环对膨胀土的作用使得许多路堤、边坡工程在逑成初期有着较好的稳定性，但若干年后稳定性会降低甚至发生破坏。关于干湿循环

4、对膨胀土影响的研究中，抗剪强度是很重要的一项指标。对于经历了干湿循环膨胀土的抗剪强度试验，前人己经研宄了含水率、循环次数、循环幅度等控制参数的影响。但是在以往的试验屮基本采用环刀來给土样施加刚性侧限，限制了膨胀土膨胀过程中的侧向膨胀变形，但在很多工程中，膨胀土在随外界条件变化而胀缩变形时其侧向的变形是存在的，特别是道路等浅表工程的膨胀土地基。因此侧向约束条件对膨胀土干湿循环条件下强度的影响需要进行进一步的研究。本文分别制备了带环刀（有侧限）和无环刀（无侧限）的原状土样和重塑土样，经过相同的干湿循环过程后再进行直剪试验，探讨了侧限条件对干湿循环作用下的膨胀土强度的影响和作用。1试验材料该试验

5、所需土样材料取自合肥市某工地的膨胀土，取样深度4.（T5.0m,硬塑状态，其基本物理性质见表1所列。表1土样的基本物理性质2试验方案试验采用原状样和重塑样2组，每组包含20个无环刀试样和24个有环刀试样。试验井设计5次干湿循环，干湿循环的幅度定为含水率20%~37%,以模拟合肥膨胀土在自然环境下的含水率变化。取个个有环刀样为1个小组进行直接剪切试验，其余的20个无环刀试样和20个有环刀试样则每4个试样为1个小组，分别进行P5次干湿循环。将经历了0飞次干湿循环作用后的各小组试样分别进行50、100、200、400kPa压应力下的直剪试验。3试验结果分析无侧限和有侧限的原状土试样在经历了广5次

6、干湿循环后的状态如阁1所示;无侧限和有侧限的重塑土试样在经历了广5次干湿循环后的状态如图2所示。从图1、图2可以看出，随着干湿循环次数的增加，所有试样的结构逐渐遭到破坏，失水时裂缝的数量和宽度逐渐增大;特别是重塑样，在后面几次循环中失水干缩后再増湿膨胀时越来越多的裂缝都无法完全闭合;有侧限试样的厚度越来越大，无侧限试样的直径越来越大;每次干湿循环后，无侧限试样的裂缝数量以及开裂程度明显要高于有侧限试样的强度。这些现象表明:干湿循环会降低膨胀土的结构完整性;膨胀土干湿循环过程中的侧限条件对其结构变形及裂缝发育等有着明显的影响。图1无侧限、有侧限原状土样干湿循环后的状态图2无侧限、有侧限重塑土

7、样干湿循环后的状态通过对所有直剪试验的数据处理与分析，可以得到无侧限和有侧限的原状土试样在经历了不同次数干湿循环作用后的直剪试验强度曲线如图3所示。图3无侧限、有侧限原状土样干湿循环后直剪试验结果由阁3可以分别计算出原状土样在经历不同次数干湿循环过程后的内聚力和内摩擦角，如图5所示。重塑土样干湿循环后的直接剪切试验如图4所示。同样地，由图4可以分別计算出重塑土样在经历不同次数干湿循环过程后的内聚力和内摩擦角，如图5所示。