陕南膨胀土加灰改良的试验研究

陕南膨胀土分布地区由于膨胀土地基的胀缩变形，常常导致建筑物开裂和毁坏。如何改良膨胀土，消除其胀缩性，加固膨胀土地基，确保工程建筑物的安全和稳定，是膨胀土分布地区工程建设实践中急待解决的重要课题。结合陕南三种类型的膨胀土，我们选取有代表性的试样进行了加灰（石灰、粉煤灰）处理的试验研究，其效果较好，消除或减弱了膨胀土的胀缩性，达到了改良膨胀土不良工程地质性质的目的。     

基于收缩试验的膨胀土地基变形预测方法

进行膨胀土的三相收缩试验,确定了广西膨胀土的体积收缩指数。对依托工程膨胀土进行了现场静力触探试验,根据比贯入阻力随深度的变化曲线特征,确定了膨胀土活动区深度,给出了膨胀土裂隙开展深度的理论解,膨胀土裂隙开展深度的计算值与静力触探试验确定的膨胀土活动区深度和现场观测的裂隙开展深度基本一致。最后介绍了基于三相收缩试验基础上的膨胀土地基变形计算方法,并在试验基础上给出了膨胀土地基变形计算模式和计算结果。以膨胀土地基变形量作为膨胀土地基的分类指标,对膨胀土地基进行了分类,对膨胀土基础选型具有重要意义。     

云南昭通膨胀土工程地质特征及路基处理

文章论述了云南昭通盆地膨胀土的工程地质特征、物理力学特征和膨胀性指标,对云南昭通盆地膨胀土地基进行了综合评价,分析了国道213线昭通-麻柳弯汽车专用二级公路膨胀土填土路堤及挡墙向外滑移和纵向开裂的产生原因,并结合具体的工程实践,对昭通地区公路工程的膨胀土灾害提出了采取设置土质台阶,放缓边坡;采用纵横向盲沟排水,采用地基帷幕隔绝沟水渗入地基,采用土工膜隔绝地表水;设置钢筋混凝土轻型挡墙,并采用土工格栅与路堤相连接,选用填料砂性土或碎石土等综合措施进行处理的路基处理方案,以及膨胀土地区进行公路路基施工的原则。该处理方法为云南省首次采用,对膨胀土地区公路的勘察、设计、施工有一定的参考价值。     

膨胀试验指标间不协调性问题分析

具有膨胀土工程地质性质的粘性土,膨胀试验指标有时会表现为不协调性,膨胀率(δep)、膨胀力(Pe)、自由膨胀率(δef)指标显示不出膨胀性能的一致性。从土的物理、力学、水理性质及土的膨胀机理上,结合具体土工试验个案,笔者分析和讨论了产生膨胀试验指标间不协调性问题原因的多种可能性。其主要原因可能在于:土的天然含水率(w0)较高;土的渗透系数(K)较小;土体内部粘粒含量较高;土体内部矿物颗粒体积且已完成相对膨胀变形;且当试验样品被一定荷重压缩以后,土的天然结构发生改变,实际上,试验水已不易或极不易进入粘性土试样(V=60cm3)的有限孔隙空间的通道,土体内的粘土矿物颗粒,此时已不可能与水起膨胀性水化作用,膨胀率(δep)、膨胀力(Pe)指标故此显示不出它的膨胀性能。这样,就发生了膨胀试验指标间所谓不协调性的问题。作为膨胀土的地基,在地基技术处理工程造价上,有别于非膨胀土地基。如何判断膨胀土与非膨胀土,划分膨胀土的膨胀等级,提高膨胀土地基变形控制设计的精度,加强膨胀土地基的稳定性是工程地质勘察与工程建筑设计中一个较为重大的课题。因此,膨胀试验指标的正确获取和分析,显得非常重要。     

合肥新桥国际机场膨胀土石灰改良研究

合肥新桥国际机场地基膨胀土采用了石灰改良处理,本文通过对改良前后膨胀土的工程性质的研究,利用扫描电镜分析,从微结构的角度来解释了石灰改良膨胀土的机理。     

膨胀土胀缩性评价中有关问题的研究

膨胀土吸水膨胀、失水收缩,产生地表变形,进而导致建筑物破坏。本文就现行膨胀土胀缩性指标试验及地基变形量评价计算中有关问题进行了研究,认为以天然含水量为起始含水量测定土样胀缩率是不合适的,建议以缩限为起点进行膨胀试验,以胀限为起点进行收缩试验,采用加荷膨胀量（而非卸荷膨胀量）参加有荷载下的膨胀率计算。膨胀土地基勘察必须结合场地条件分析可能影响土体含水量变化的因素,对同一工程采用几种方法评价,互相对比、参照。     

击实膨胀土工程变形特征的试验研究

以湖南邵阳膨胀土为例,对3种击实膨胀土工程变形特性进行了试验研究。试验结果表明：膨胀土的起始含水率和起始干密度对其膨胀力和膨胀量大小的影响是主要的外部因素;根据膨胀力试验和膨胀量试验的试验数据,拟合出膨胀力曲线和膨胀量曲线的变化规律均为指数关系。同时,还研究了膨胀速度曲线、收缩特性曲线的特征及膨胀和收缩两个过程的相似关系。研究结果为膨胀土路堤的设计及膨胀土地基处理等膨胀土问题提供了重要的依据。     

低矮路堤下膨胀土地基渗流与变形耦合研究

二维渗流与变形耦合控制方程是基于流体质量守恒、Darcy定律及膨胀土弹性本构方程得出的。结合云桂高速铁路低矮路堤下膨胀土地基现场浸水试验,并采用考虑耦合和不考虑耦合两种数值模拟方法,分析了低矮路堤下膨胀土地基的膨胀变形特性。研究结果表明,耦合情况下地基表面膨胀变形呈双曲线变化,非耦合情况下地基表面膨胀变形随时间的增加而逐渐增大,对同一时间而言,未考虑耦合效应数值模拟得到的膨胀变形落后于考虑耦合影响的膨胀变形;耦合与非耦合情况下地基的相对膨胀率沿深度方向呈衰减变化。数值计算结果与现场试验结果比较表明,不考虑耦合影响的数值模拟方法难以描述人工浸水条件下膨胀土地基的膨胀变形规律,而考虑耦合影响的数值模拟方法与现场实测值吻合较好。     

土工袋加固地基原理及其工程应用

介绍土工袋加固地基的原理、基本特性,及其在房屋地基加固、路基加固、堤防加固及构筑挡墙等非膨胀土地基中的工程应用实例与处理膨胀土地基的应用可能性。     

喷锚支护结构在膨胀土地区基坑支护中的应用

膨胀土地区的基坑支护一般采用土钉墙型式,但出现了较多的垮塌事故。详细介绍了邯郸市某小区综合楼的膨胀土基坑喷锚支护工程的设计与施工方法。考虑膨胀土吸水膨胀失水收缩对边坡稳定性的影响,针对基坑支护结构验算的相关参数,依据膨胀土地区情况给予了相应的调整。基坑分层开挖进行喷锚支护后整体稳定性较好,达到了预期目的。本实例旨在为膨胀土地区基坑支护设计与施工提供一个借鉴和参考。     

广西公路地质灾害特征及三级地貌区划研究

滑坡、崩塌、岩溶、膨胀土是影响广西地区公路工程建设的主要地质灾害,文章在全面调查广西地貌,自然环境特征的基础上,系统研究了该区地质灾害特点、分布及对公路工程的危害;针对以往公路自然区划中对气候（水热）因素考虑较多的情况,依据《公路自然区划标准》三级区划的第一种方法,遵循公路自然区划原则,借鉴自然区划方法,利用计算机平台（GIS）,制定广西公路三级地貌区划体系,该体系对广西地区的公路工程建设具有较大使用价值;依据该区划方案提出预防和治理该区主要公路地质灾害的措施。     

百色膨胀土用作路堤填料的试验验证

基于膨胀土可以直接用作路堤填料的分类指标体系,在室内开展了3种不同膨胀土的物理性质、击实性状、强度特性试验研究,验证广西百隆高速公路膨胀土路段的膨胀土也可以直接用作路堤填料,并结合现场实体工程的效果验证用改进CBR值、改进CBR膨胀量和稠度3指标作为膨胀土路堤填料的分类指标体系的合理性。通过对标准CBR试验和改进CBR试验的对比,进一步验证了用改进CBR试验法评定膨胀土承载强度的合理性。由百色膨胀土的不浸水CBR试验,说明可以用封闭包盖对百隆路膨胀土路堤进行物理处治。实体工程中采用土性最差的1号膨胀土做填芯和用红黏土包边,得到的工程效果令人满意。由室内外试验结果,可以得出这3种百色膨胀土都可以直接用作路堤填料。     

膨胀土掺石灰对土的工程特性影响机制探讨

结合工程实践,通过对南阳膨胀土特性研究,尤其是对2∶8 灰土垫层和原状膨胀土做了对比试验,并探讨了膨胀土掺石灰对土的工程特性的影响机制。     

土工格栅加筋膨胀土渠坡数值模拟研究

对土工格栅加筋膨胀土渠坡这种较新的膨胀土处理措施进行研究,在考虑土工格栅与填土之间的相互作用、膨胀土吸水膨胀、软化特性等膨胀土渠坡关键影响因素的基础上,提出了土工格栅加筋膨胀土渠坡数值计算的新思路,并采用有限差分软件Flac3D进行了验证。数值算例结果表明,土工格栅对膨胀土渠坡有明显的水平位移约束作用,是有效的处理措施,可以在实际工程中采用。     

云南鸡街地区膨胀土工程性质研究

对鸡街钻孔取样和现场试验,得出鸡街膨胀土在不同压力下的膨胀率,以及各深度膨胀土的膨胀量。结合矿物成分及化学成分,分析鸡街膨胀土的胀缩性等工程特性。对鸡街土层含水率进统计,得出鸡街地区膨胀土含水率变化曲线,结合膨胀土变形量进行分析,为膨胀土地区工程建设提供了依据。     

Improvement in Engineering Properties of Expansive Soils using Ground Granulated Blast Furnace Slag

Improvement in engineering properties of expansive soils by mixing ground granulated blast furnace slag (GGBFS) is the main focus of this research. For this purpose two expansive soil samples were collected from DG Khan and Sialkot areas (Pakistan). Classification tests revealed that DG Khan sample belonged to fat clay (CH) while Sialkot soil was lean clay (CL) as classified by Unified Soil Classification System. GGBFS has been added in varying proportions between 0 and 55% in these soil samples to study its role in stabilizing these expansive soils. Based on the laboratory test performed on composite soil samples, it was observed that maximum dry unit weight increased up to 10 % by adding 50% GGBFS in both samples. California bearing ratio (CBR) value showed an increase from 3.2 % to 11.5% for DG Khan soil while CBR values varied from 2.4% to 10.7% for Sialkot soil by mixing 50% GGBFS. Addition of 30 % GGBFS to DG Khan soil reduced swell potential from 8 % to 2 % while in Sialkot soil, 20 % addition of GGBFS reduced swell potential from 5 % to 2 %. Unconfined compressive strength of remoulded sample cured for 28 days increased by about 35% with the addition of 30%GGBFS. The results indicated that mixing of GGBFS in the expansive soil samples have a marked increase in their engineering properties. Also, it is an affective and environmental friendly means to dispose waste of steel industry.     

植被作用下膨胀土渗透和力学特性及堑坡防护机制

以广西膨胀土为研究对象,考虑植被的影响,进行了现场渗透和植被根系加筋作用力学试验,并在试验结果的基础上,对膨胀土堑坡的植被防护作用进行数值模拟。研究结果表明,植被根系的加筋作用和植被的蒸发、蒸腾作用是从两个不同的方面维持边坡稳定的,并且在降雨过程中的发挥过程有着先后的顺序。根系的加筋作用增强了土体的强度,植被的蒸发、蒸腾作用阻止了土体强度的进一步衰减。此外,植被覆盖下土体的吸湿与脱湿过程应采用不同的渗透曲线,由于植被防护在施工后未长成的一段时间内十分脆弱,所以对生长期内的植被根系力学特性进行研究具有重要意义。项目研究成果可为膨胀土地区堑坡植被防护设计和施工的发展和应用提供有益参考。     

膨胀土工程地质特性研究进展

根据近年来国内外学者围绕膨胀土工程地质特性取得的研究成果,着重从胀缩性、裂隙性、超固结性、强度、渗透性、微观结构及工程处治技术等几个方面总结了该课题的研究现状及进展,得到如下认识:（1）胀缩性主要取决于强亲水性黏土矿物含量、水/力边界条件及初始状态,在干湿循环条件下具有不可逆性,关于胀缩机理学界存在不同的观点;（2）裂隙性是膨胀土区别于一般土体的显著特征之一,裂隙的存在会极大破坏土体的整体性,弱化力学性质,是许多工程地质问题的直接或间接原因,裂隙形成过程与膨胀土矿物成分、微观结构和干燥过程中的内应力发育状态有关;（3）超固结性使膨胀土具有较大结构强度和水平应力,易在开挖过程中引起较强的卸荷效应,是促进边坡失稳的重要因素;（4）膨胀土的强度随干湿循环次数增加而逐渐降低,并最终趋于稳定,其中裂隙发育和土结构调整在此过程中起关键作用;（5）渗透性在很大程度上受裂隙的控制,但目前关于两者之间的定量关系还缺少系统研究;（6）微观结构反应了膨胀土的形成条件和应力历史,是决定其宏观物理力学性质的主要因素,开展微观结构研究是掌握膨胀土宏观性质本质规律的重要途径。在工程处治技术上,本文重点介绍了近些年发展起来的膨胀土路堤物理处治技术和路堑边坡柔性支护技术。最后,针对该课题的研究现状,笔者提出了今后的研究重点和方向,主要包括胀缩性和力学性质的各向异性、裂隙形成的力学机理、裂隙形态特征与工程地质特性之间的定量关系、宏-微观力学模型耦合问题及多场耦合作用下膨胀土工程性质响应特征等。     

Heave Prediction in a Natural Unsaturated Expansive Soil Deposit Under a Lightly Loaded Structure

The soil heave over time associated with a leak in a hot-water line beneath a floor slab of a lightly loaded structure constructed on a natural unsaturated expansive soil in Regina of Saskatchewan, Canada is modelled in this paper using the Modulus of Elasticity Based Method (MEBM). The case history arises from the studies that were initiated by the Prairie Regional Station of the Division of Building Research, National Research Council in 1960s as a part of a comprehensive field study program to investigate the problems associated with construction in/on an expansive soil in the Regina area. There is a good comparison between the results from the MEBM and the published data of measurements and estimations of soil heave over time. The encouraging results of this study suggest that the MEBM is a simple and promising approach for use in conventional engineering practice by geotechnical engineers for estimation of the heave over time of expansive soils.