破損膨脹土干濕循環(huán)作用下裂隙演化規(guī)律和力學特性的試驗研究.pdf

1、膨脹土是一種具有顯著脹縮性、裂隙性和超固結性的粘土，它對濕度反應極為敏感，隨吸/脫濕過程而發(fā)生顯著的脹/縮效應。在大氣營力下，干濕交替導致了膨脹土地區(qū)路基不均勻沉降、開裂；邊坡滑塌；房屋開裂等諸多問題，給工程建設及生產(chǎn)帶來極大的危害，膨脹土的強度和穩(wěn)定性問題必須著重研究裂隙性的影響。在既有破損基礎上，裂隙萌生、發(fā)育、破損與裂隙聯(lián)合演變規(guī)律，及其對土體強度與穩(wěn)定性的影響，是一個重要的研究課題。
　　為系統(tǒng)研究孔洞破損、干濕循環(huán)以及兩

2、者聯(lián)合作用對土體裂隙演化、強度、變形和穩(wěn)定性等力學特性的影響，本文以安徽合肥膨脹土為研究對象，分別進行了干濕循環(huán)試驗和三軸剪切試驗；從初始破損程度（孔洞直徑分別為0 mm、2.5 mm、5 mm）、干濕循環(huán)次數(shù)、既有初始破損與干濕循環(huán)聯(lián)合作用三個方面探討了初始破損、干濕循環(huán)次數(shù)以及凈圍壓對膨脹土裂隙、強度和變形的影響，揭示了既有破損和干濕循環(huán)聯(lián)合作用下的重塑膨脹土裂隙演化、強度及體變規(guī)律。
　　主要研究結論如下：
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3、通過干濕循環(huán)試驗和三軸剪切試驗發(fā)現(xiàn)：試樣的抗剪強度隨凈圍壓增大而提高的幅度較大。當凈圍壓從100 kPa增大到200 kPa時，試樣的抗剪強度提高約21.94％；當凈圍壓增大到400 kPa時，其抗剪強度提高約42.90%。說明圍壓對膨脹土強度的發(fā)揮有重要的影響。
　?。?）試樣的抗剪強度隨干濕循環(huán)次數(shù)的增加而降低，經(jīng)過3次干濕循環(huán)后，強度衰減為原狀強度的70%~80%；并且，這種影響幅度隨著試驗凈圍壓的提高而減小。這是因為在較大

4、圍壓作用下，部分裂隙閉合，破損結構得到修復。裂隙性是膨脹土強度的顯著影響因素，但土體深部裂隙的擴展受到圍壓增大的抑制，所以，大部分膨脹土滑坡表現(xiàn)出淺層性。
　?。?）通過不同干濕循環(huán)次數(shù)的0 mm、2.5 mm、5 mm既有孔洞破損試樣的三軸剪切試驗，發(fā)現(xiàn)土樣強度主要受干濕循環(huán)次數(shù)的影響，既有破損孔徑的大小對土體抗剪強度影響不明顯。這說明氣候的干濕交替是膨脹土穩(wěn)定性的主要影響因素，與之相比，土體中原有孔洞的影響很小。
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