Influence of wetting–drying cycles on swell–shrink behaviour of GPA-reinforced expansive clay beds

ABSTRACT

Granular pile-anchor (GPA) technique is an innovative tension-resistant foundation technique which can effectively ward off the dual swell–shrink problem posed by expansive clays. The other tension-resistant foundation techniques are drilled piers, belled piers and under-reamed piles. Laboratory scale model studies and field scale experiments on GPAs revealed that swelling of expansive clay beds could be effectively controlled by GPA technique. This paper presents results obtained from laboratory scale model studies on GPA-reinforced expansive clay beds subjected to alternate cycles of wetting and drying. Swelling and shrinkage of the clay beds were monitored for three wetting–drying cycles (N) spanning a time period of 300 days. The clay beds were reinforced with varying number of GPAs (n = 0, 1, 2 and 3). Swelling (mm) and shrinkage (mm) of the clay beds in a given wetting–drying cycle decreased with increasing number of GPAs. Further, swelling (mm) and shrinkage (mm) significantly decreased with increasing number of wetting–drying cycles (N) also. For a given number of GPAs (n), swelling and shrinkage decreased with increase in depth from the top of the clay bed too.     

上海黏土压缩指数和回弹指数经验关系

压缩指数Cc和回弹指数Cs是土力学中表征土体变形特性的两个重要参数指标,可通过室内一维固结试验获得。但是试验过程耗时长,因此,很多学者提出了压缩指数Cc与物理指标（尤其是液限wL、天然含水率wn、初始孔隙比e0和塑性指数Ip）的经验关系。通过对比国内外压缩指数经验关系,发现压缩指数与天然含水率和孔隙比关系离散性较小,分别给出了一个统一的经验关系。采用薄壁取土器从上海某一场地取得第②～⑥层土的原状土样进行固结试验,并搜集整理分析已有文献中的试验数据和上海69个场地的岩土勘察数据,给出了上海典型土层压缩指数Cc与wL、wn、e0、Ip的经验关系。同时发现,Cc/n0与Cc以及Cs/n0与Cs（n0为初始孔隙率）之间具有高度的线性关系,从而给出了基于初始孔隙率n0预测上海黏土压缩指数Cc和回弹指数Cs的经验关系。分析了压缩指数和回弹指数的关系,结果表明,上海正常固结黏土Cc/Cs分布在4.8～6.9之间,平均值约为5.8;超固结黏土Cc/Cs分布在3.3～5.2之间,平均值约为4.3。     

岩石密度测量在黑龙江伊春地区花岗岩体就位机制研究中的应用

通过对伊春地区花岗岩体的密度特征的研究,认为该区晚奥陶世花岗岩体的侵位以构造扩展机制为主,气球膨胀作用为辅,最后发生了顶蚀作用.晚石炭世花岗岩是以强力旋转上升定位的气球膨胀作用机制为主,构造扩展机制为辅.晚三叠世-早侏罗世二长、正长花岗岩体就位过程中构造扩展机制起主导作用,岩浆底辟作用也较强;早侏罗世碱性花岗岩体岩浆就位过程中以强力的气球膨胀作用为主,构造扩展机制为辅.     

乳酸-赖氨酸/壳聚糖自组膜的制备

由乳酸-赖氨酸(PLA-LYS,mLA/mLYS=22/1)星型共聚物与壳聚糖(CS)通过分子间作用自组装成自组膜。利用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对膜的表面结构进行了表征,同时测定了自组膜的溶胀度。发现2种分子间存在强的氢键作用并有较好的相容性,PLA-LYS与CS比例为1:1得到的自组膜,具有稳定性高和溶胀度低的特点。     

膨胀岩的判别与分类标准

膨胀岩的判别与分级是膨胀岩研究的重要内容。本文在分析和总结了前人研究成果的基础上,提出了一种以膨胀岩中亲水矿物成分的含量为基础控制指标,以岩块的干燥饱和吸水率、极限膨胀量、极限膨胀力为主要控制指标新的标准。并利用新的标准对文献中的工程实例进行了分析应用。     

增湿条件下膨胀土隧道衬砌破坏数值分析

针对小河沟膨胀土隧道降雨增湿塌方现象,以围岩含水率分布变化引起膨胀应力场为主要研究内容,展开增湿对隧道支护结构的影响研究。首先,利用热传导热能量平衡方程与孔隙渗流连续方程数学描述相似性,推导出热传导膨胀模拟增湿膨胀的替代方程。然后,结合室内试验和文献资料,率定膨胀土膨胀力及渗流参数。最后,在正确考虑地质构造影响的基础上运用有限差分软件FLAC3D热-力耦合模块进行建模计算,分别对不同膨胀力模型的增湿过程进行仿真模拟,得出支护结构受力变形随含水率分布及膨胀力大小的变化规律。分析得到了对隧道支护结构造成不良影响的关键含水率和膨胀力值。研究成果可以有效指导膨胀性黄土隧道支护设计和变形控制。     

成都黏土无侧限的膨胀性研究

用纯水对成都黏土原状试样进行了有荷侧向(临空方向)的膨胀率和膨胀力测试,用重塑样进行了自由膨胀率的测试。根据对6组试样的试验结果讨论了成都黏土的膨胀性等级; 通过对成都黏土的有荷侧向(临空面)膨胀率试验进行无侧限膨胀特性的研究,总结了成都黏土中常见工程地质病害,并提出工程处理措施的建议。     

考虑膨胀应力和剪胀的深埋隧道弹塑性解

基于湿度应力场理论,推导了考虑膨胀应力和剪胀特性的圆形隧道开挖后围岩力学响应的弹塑性解。将隧道软弱围岩遇水膨胀现象视为湿度-应力耦合过程,基于Fick第二定律,推导了圆形隧洞围岩内湿度扩散非稳态解。采用非关联流动法则,获得了隧道高膨胀势区的应力和位移解答。以两种不同质量岩体开挖的隧洞为例,分析了膨胀围岩应力和变形的影响因素。结果表明,考虑膨胀应力(取决于围岩含水率变化和湿度膨胀系数)时,塑性区扩大,松动圈厚度增加,应力收敛变慢。当膨胀应力增大到一定程度时,塑性区将出现拉应力区。膨胀岩隧洞开挖遇水作用,膨胀应力增加的围岩变形远大于地应力引起的围岩变形。同时,应力剪胀对膨胀性围岩的变形影响不容忽视,尤其是在支护抗力较小的情况下,洞壁处径向位移增加显著。