基于集对分析的膨胀土胀缩性Vague集评价模型

膨胀土胀缩性等级评价是膨胀土地区工程治理中的首要问题。本文探讨了基于集对分析的膨胀土胀缩性等级评价模型,以克服膨胀土胀缩性评价指标的不确定性和复杂性。模型以Vague集描述膨胀土胀缩性等级的确定性和不确定性,并应用集对分析构造Vague集的隶属函数。通过实例应用及与其他方法评价结果的对比分析,表明该模型应用于膨胀土胀缩性等级评价是有效可行的,且具有判断结果准确、易于操作等优点。     

高速公路膨胀土路基改良的试验和分析

对膨胀土路基填料存在问题进行探讨分析。以广东某高速公路为例，对比了膨胀土路基填料改良的试验方法及其效果，提出了掺石灰和粉煤灰等方案的最佳选用建议。试验分析表明，对膨胀土改良的测试和评价不宜采用单一方法，应根据膨胀土的胀缩等级、地方材料及施工工艺等进行综合技术与经济比较，选定最优方案。     

地表蒸发条件下的膨胀土初始开裂分析

针对地表蒸发条件下的膨胀土开裂问题,从定性和定量两个方面进行了分析,提出了膨胀土初始开裂的基质吸力临界判据,经比较与现场实测结果基本一致。采用线弹性力学方法,研究了地表蒸发条件下的膨胀土初始开裂深度,对其与土体抗拉强度、泊松比及密度等特性参数的关系进行了详细的论述。     

内蒙中部玄武岩残坡积膨胀土的研究

本文是我们在内蒙中部所发现的一种新型膨胀土即玄武岩残积粘土的宏观微观综合研究结果。本文揭示了在内蒙中部异常发育的残积粘土的特殊的形成环境，并从物质成分、物理化学性质、微结构等方面探讨了不良工程特性形成的机理，并进行了膨胀土的工程评价。这类膨胀土在我国北方的发现，改变了对我国北方膨胀土形成发育规律的认识。     

膨胀土试验中有荷膨胀率取值的初探

初步提出了在进行膨胀试验时，有关有荷膨胀率试验参数的取值，以及特殊情况下膨胀率和某些参数的计算方法，从而反映膨胀土的特性，使设计人员有效的分析膨胀土地基变形。     

膨胀土对轻荷载构筑物的作用

分析了影响膨胀土胀的因素，提出了膨胀土变形的两种类型，并指出减轻膨胀土发生胀缩的途径 ，最后讨论了膨胀土上轻荷载物基础设计中注意的问题，对于膨胀土上轻荷载构筑物基础的设计与施工工具有指导意义。     

基于两种收缩试验的膨胀土地基变形预测方法的对比研究

基于两种收缩试验的膨胀土地基变形预测方法进行了比较研究。分析表明,两种预测方法的计算结果存在较大差异,其原因在于其考虑的膨胀土地基的侧限状态不同,分别为无侧限状态和完全侧限状态下的预测结果。基于以上分析成果,并考虑膨胀土的裂隙性和实际地基的侧限状态,给出了膨胀土地基变形预测的经验公式,并将其应用于实际工程,为膨胀土地基变形的准确预测及合理处置方案的制定提供了可靠的依据。     

膨胀土膨胀模型及其反演

对膨胀土膨胀性这一难题,目前通用的做法是施加一个膨胀力,但是无法给出一个合理的解释,膨胀力的大小也是根据经验来施加的,本文提出了膨胀土的膨胀模型(ESEM)并根据土坡的位移采用反演方法来确定了膨胀土的膨胀力;采用公式推导的方式,指出给膨胀土施加膨胀力和施加膨胀变形是一致的;结合降雨分析,运用Drucker-Prager模型编制了有限元程序,选用2范数进行反演运算;计算过程显示,膨胀土膨胀参数与2范数是单值连续具有凹点的,采用牛顿迭代法迭代,计算得出膨胀土膨胀参数;最终的计算结果,确定了膨胀土边坡的膨胀参数以及膨胀力公式。     

物元可拓模型对内蒙古地区膨胀土判别的应用

近年来的工程实践发现,内蒙古地区自东到西均有膨胀土分布,如何正确认识并分析膨胀土的膨胀性以及正确对膨胀土进行分类,具有重要的意义。然而,仅仅运用单一指标的规范分类法对膨胀土进行简单的分类则显得比较单一。本文运用可拓理论对内蒙古地区膨胀土胀缩等级进行了分析,并且将预测结果与规范法进行了对比,对比结果表明,该方法对内蒙古地区膨胀土判别与分类有较好的适用性。这也说明物元可拓理论是一种比较科学的分类方法,它克服了规范等单一因子分类的不足,具有较好的实用性与可行性。     

膨胀土边坡防护机理分析及防护方法比较

膨胀土是一种广泛分布的难处理的问题土。膨胀土边坡容易发生失稳破坏,要找到最佳的防护方法,需要从其破坏机理着手。总结失稳机理的已有研究成果,指出膨胀土边坡具有区别于一般黏性土边坡的特殊破坏机理,主要在于膨胀土的裂隙性,需要特殊对待。对膨胀土边坡的特殊防护机理进行了分析,主要为通过控制边坡水分变化来限制土体裂缝开展。按照防护机理的不同,将现有的膨胀土边坡防护方法分为两类:限制裂缝开展和不限制裂缝开展,前者包括土工膜法、换填法和化学改性法等,后者包括支挡结构法、坡面防护法、土工袋法和物理改良法等。对这些防护方法进行了具体的分析和比较,以供工程运用选择作参考。对膨胀土边坡防护方法的设计给出了建议。     

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。     

干湿循环条件下重塑膨胀土的裂隙发育特征及量化研究

裂隙性是膨胀土的典型工程地质特性之一,对其工程性质有重要影响,直接或间接地导致各种工程问题。通过对重塑膨胀土开展室内干湿循环试验,对获得的裂隙数字图像采用图像处理技术进行一系列预处理操作,提出了表面裂隙率、裂隙条数、裂隙总长度、裂隙平均宽度和绝对收缩率等量化指标,定量描述裂隙的形态特征,分析干湿循环过程中压实膨胀土的裂隙发育规律。结果表明:含水率和干湿循环次数是影响膨胀土裂隙发育的重要因素。随着含水率的减小,重塑膨胀土的裂隙发育程度总体上有增加的趋势。表面裂隙率、裂隙条数和总长度随含水率的减小逐渐增加,绝对收缩率随含水率减小而增大,而裂隙宽度与含水率之间没有明显的规律;随干湿循环次数的增加,裂隙进一步发育,裂隙条数、裂隙总长度、表面裂隙率增加,绝对收缩率总体增大,但裂隙平均宽度存在减小的现象,这与后期发育的大量微裂隙有关。     

南阳盆地新野县地裂缝现状分析

对南阳盆地新野县地裂缝发生的地质环境背景、发育现状、成因及防治对策进行了论证;确定膨胀土为引发地裂缝的主要因素;分析了膨胀土的分布规律、岩性特征、埋藏深度、土体性质及气象条件等因素;对膨胀势进行评价,判定为弱膨胀土,具蒙脱石含量较高,具高塑限、高液限,高收缩性的特点;并提出了地裂缝的防治对策。     

安徽省膨胀土分布及工程地质特征研究

在研究近年安徽省膨胀土调查评价、岩土工程勘察和地质灾害危险性评估的基础上,圈划出安徽省膨胀土的分布范围,阐述各区域地质环境条件、膨胀土成因特征和工程地质特征.在此基础上,采用定性半定量的方法,对全省进行膨胀土危害程度分区.     

膨胀土地基工程地质分析专家系统(ESCES)

在中国南方地区膨胀土地基工程地质研究基础上,概括了国内外知名学者的研究成果,进行了土体结构的工程地质力学分析,归纳成近千条规则,设计并建立了膨胀土地基的专家系统。它包括膨胀土类型鉴别,胀缩特性判定,膨胀恶化预测,地基工程结构选定和基坑边坡稳定性评价等内容。本专家系统在河北、湖北、广西等四个不同地区的工程中得到验证,表明它是解决复杂的膨胀土地基问题及推动膨胀土工程地质研究的一种有效手段。     

南水北调潞王坟段弱膨胀土膨胀性研究

河南新乡潞王坟段膨胀土系第三系泥灰岩风化而成,以高岭石黏土矿物为主,具有弱膨胀性,其膨胀变形特性受孔隙结构影响比较大。为了清楚地研究试验段弱膨胀土的膨胀特性,从有荷膨胀变形、膨胀应力、循环胀缩变形3个方面进行研究,得出不同于以往其他膨胀土的膨胀变形特性：（1）当初始干密度比较小时,上覆压力超过膨胀应力,此时试样遇水不发生膨胀变形,反而出现明显的湿陷现象;当压实度大于96%后,即使上覆压力超过膨胀应力,试样遇水后也不发生湿陷现象,膨胀变形随上覆压力增大而趋于稳定值;（2）试验段弱膨胀土的膨胀应力随初始含水率的增加先增大后减小,出现膨胀应力峰值;（3）随着循环胀缩级数的增加,弱膨胀土的胀缩特性迅速降低,在循环级数达到4时,其胀缩特性就趋于稳定。上述3方面的膨胀特性充分表明,该弱膨胀土的膨胀特性与孔隙结构有着密切的关系     

常德-张家界高速公路慈利东互通段膨胀土工程特性及改性研究

在对常德张家界高速公路慈利东互通段工程地质综合测试、补充勘探的基础上 ,通过对膨胀土及其改良土进行了系统的试验研究 ,如自由膨胀率、有荷膨胀量、收缩、胀缩总率、颗粒分析、压缩、抗剪强度、承载比试验 ,评价了该段膨胀土的工程特性 ,对于指导膨胀土路基的设计与施工 ,具有重要的意义     

干湿循环对合肥马鞍山路膨胀土强度特性的影响

膨胀土属高塑性黏土,是一种典型的非饱和土,性质极不稳定,其吸水膨胀、失水收缩、干缩裂隙发育等特性常常使建筑物产生不均匀的胀缩变形,造成在膨胀土地基上的建筑物位移、开裂、倾斜,甚至破坏,是一种典型的工程灾害性地质土。另外,膨胀土边坡也常由于雨水的作用失稳,造成不必要的损失。近年来,对膨胀土的强度和变形特性的研究已成为热点。其最大的特点是：在季节气候的影响下其强度特性具有明显的规律变动。通过模拟土体季节性的干缩湿胀,测定其自由膨胀率、液塑限、抗剪强度和无侧限抗压强度,并与掺入7％石灰后的改良土的试验数据及其他试验资料对比,探讨干湿循环效应对膨胀土强度的影响。     

结构性对膨胀土收缩特性影响的试验研究

膨胀土的收缩性明显,容易引发边坡与地基开裂,但有关结构性对收缩特性影响的认识甚少。采用收缩自动试验装置,在恒湿恒温条件下对原状膨胀土和重塑膨胀土开展了收缩对比试验和扫描电镜（scanning electron microscope,简称SEM）测试分析,结果表明：与原状土相比,重塑土在土中水流动阶段的蒸发速率较小,蒸汽扩散阶段收缩稳定速率较慢,最终体积收缩应变量更大;重塑土体积收缩−含水率关系曲线的线性段较长,斜率较大,直线段与稳定段之间的过渡不明显,而原状土则反之;重塑土和原状土的收缩特征曲线（soil shrinkage characteristic curves,简称SSC）在较高含水率段基本重合,随着含水率下降,重塑土的SSC下降更快,对应的含水率范围更宽,最后进入残余−零收缩阶段时,孔隙比明显较小;Chertkov收缩模型适用于原状膨胀土,但不适用于重塑膨胀土。SEM测试结果表明,原状膨胀土较重塑膨胀土具有更强的原生结构性,初始密度与湿度相同情况下,两者颗粒排列、接触方式、胶结状态、孔隙大小与分布特征等微观结构上差异明显,导致蒸发过程中重塑土的水分迁移速率较小、基质吸力较大,是重塑土收缩更剧烈的内在原因。研究结果可为膨胀土边坡的坡面工程防护设计提供参考依据。     

土体的工程地质特性及其研究现况——第三次全国工程地质大会论文综述

本文介绍了1988年12月在成都召开的第三次全国工程地质大会上有关土体工程地质特性专题讨论的内容,并对在我国分布较广的和比较特殊的土类,如黄土、膨胀土、分散土、红粘土、海洋土和煤灰土等的工程地质特性和研究现状进行了阐述。