重塑膨胀土的膨胀性及其非饱和强度试验研究

摘要

本文以河南禹州地区膨胀土为研究对象，利用轻便固结仪、WF型非饱和应力路径三轴仪，分别对重塑膨胀土的膨胀性和非饱和膨胀土的抗剪强度进行了一系列的试验研究。首先，通过对不同初始含水量、干密度、竖向荷载的研究，并用多元线性回归的分析方法，得到了重塑膨胀土的膨胀变形随初始含水量、干密度、竖向荷载这三个因素的变化规律，得到了膨胀力随初始含水量和干密度这两个因素的变化规律，总结提出了重塑膨胀土的膨胀变形和膨胀力的计算公式。并对计算公式进行了试验验证，证实了计算公式的正确性。其次，利用WF型非饱和应力路径三轴仪对禹州非饱和膨胀土进行了控制基质吸力的非饱和三轴剪切试验。研究非饱和膨胀土基质吸力对抗剪强度的影响。通过分析非饱和土的总粘聚力及吸附强度与吸力之间的关系，并对实验结果进行数值拟合，得到了禹州非饱和膨胀土非饱和抗剪强度表达式。利用相关试验结果进行验证，表明这一表达式是合理和有效的。
　　最后，利用极限平衡法分析了基质吸力和地下水位的埋深对膨胀土边坡稳定性的影响，分析了边坡安全系数的变化规律。分析结果表明：随着基质吸力的增大，边坡安全系数显著增大，而地下水位的变化对边坡安全系数的影响微弱。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 选题的背景、目的及意义

1.2 国内外的研究现状

1.2.1 国内外膨胀土膨胀性研究现状

1.2.2 国内外非饱和膨胀土强度研究现状

1.2.3 非饱和土的吸力测试技术

1.3 本文的技术路线

第2章 重塑膨胀土膨胀性试验研究

2.1 引言

2.2 膨胀土膨胀特性指标

2.2.1 自由膨胀率

2.2.2 无荷膨胀率

2.2.3 有荷膨胀率

2.2.4 膨胀力

2.3 重塑膨胀土的膨胀变形规律试验

2.3.1 试样制备

2.3.2 膨胀率试验

2.3.3 膨胀率试验结果分析

2.4 膨胀土的膨胀力试验

2.4.1 膨胀力与初始含水量的关系

2.4.2 膨胀力与干密度的关系

2.5 膨胀率和膨胀力公式验证

2.6 本章小结

第3章 非饱和膨胀土的强度试验

3.1 引言

3.2 非饱和膨胀土强度试验

3.2.1 非饱和土应力路径仪的组成

3.2.2 WF型非饱和应力路径三轴仪的工作原理

3.2.3 试样制备

3.2.4 试验方案

3.2.5 具体的试验步骤

3.3 非饱和膨胀土试验结果

3.4 非饱和膨胀土试验结果分析

3.5 非饱和膨胀土强度公式验证

3.6 本章小结

第4章 非饱和膨胀土边坡稳定性分析

4.1 边坡稳定分析发展现状

4.2 非饱和膨胀土边坡稳定分析Bishop法

4.3 基质吸力对边坡安全系数的影响

4.4 基质吸力与地下水对安全系数的影响

4.5 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

攻读硕士期间的学术论文及参加研究项目

致谢

参考文献