膨胀土边坡裂隙发育机制与电阻率法动态测试技术研究

摘要

首先，本文对淠史杭灌区膨胀土进行了综合研究。通过对主要地区所取的典型土样进行室内土工试验，得出了一系列参数，以此了解膨胀土的胀缩机理和掺石灰对淠世杭灌区的地基膨胀土工程性质的影响并为工程实际施工提供最优含水率和最佳掺灰比；通过模拟土体季节性的干缩湿胀，测试其液、塑限、自由膨胀率、抗剪强度和无侧限抗压强度，并与有关的试验的结果进行比较，以探讨干湿循环效应对膨胀土强度的影响。
　　其次，本文从膨胀土土体自身作用、膨胀土胀缩变形作用、含水率和干湿循环作用、地表植被作用、自然环境与人为因素作用五个方面，分析了影响膨胀土裂隙发育的主要因素。
　　然后，运用X射线衍射、结合偏光显微镜、扫描电镜(SEM)、室内人工模拟膨胀土裂隙发育试验和室外人工模拟膨胀土边坡裂隙发育试验，研究了膨胀土的裂隙发育机制。
　　最后，通过系统的室内试验与理论分析，主要研究了土的电阻率测试技术；分析了含水率、温度、孔隙率、击实条件等因素对膨胀土电阻率的影响特征；通过干湿循环过程中土的电阻率结构性参数(平均结构因子、平均形状因子以及各向异性指数)的变化规律定量分析了各级循环胀缩过程中土体裂隙发育的变化规律。

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第一章 绪论

1.1 问题的提出及其研究意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 裂隙性膨胀土边坡国内外研究进展

1.2.2 电阻率法测试技术国内外研究进展

1.3 本文研究区概括及其研究现状

1.3.1 研究区简介

1.3.2 研究区工程地质概况

1.3.3 淠史杭灌区研究现状

1.4 本文研究思路与内容

1.4.1 研究思路

1.4.2 研究内容

第二章 淠史杭灌区膨胀土的物理力学性质研究

2.1 淠史杭灌区膨胀土的物理性质研究

2.1.1 含水率

2.1.2 界限含水率

2.2 淠史杭灌区膨胀土的力学性质研究

2.2.1 最大干密度和最优含水率

2.2.2 压缩性指标

2.2.3 抗剪强度参数

2.3 膨胀土灰土改良最佳掺灰率研究

2.3.1 无侧限抗压强度的变化规律

2.3.2 最佳掺灰比的确定

第三章 淠史杭灌区膨胀土的干湿循环研究

3.1 干湿循环效应的物理性质和力学性质研究

3.1.1 制备试样及干湿循环

3.1.2 物理性质研究

3.1.3 力学性质研究

3.2 干湿循环效应的无侧限抗压强度性质研究

3.2.1 制备试样及干湿循环

3.2.2 无侧限抗压强度性质研究

3.3 石灰改良土的干湿循环效应研究

3.3.1 石灰处理膨胀土的干湿循环物理性质研究

3.3.2 石灰处理膨胀土的干湿循环力学性质研究

3.3.3 膨胀土灰土的干湿循环效应无侧限抗压强度性质研究

第四章 膨胀土边坡裂隙发育的主要影响因素研究

4.1 膨胀土土体自身作用

4.2 膨胀土胀缩变形作用

4.2.1 膨胀土的胀缩变形机理理论研究

4.2.2 膨胀土的胀缩变形机理试验研究

4.3 含水率和干湿循环作用

4.4 地表植被作用

4.5 自然环境与人为因素作用

4.5.1 自然环境作用

4.5.2 人为因素作用

第五章 膨胀土边坡裂隙发育机制研究

5.1 膨胀土的裂隙性

5.1.1 膨胀土裂隙的分类

5.1.2 膨胀土裂隙的特点

5.2 膨胀土裂隙的观测与描述方法

5.2.1 膨胀土裂隙的观测方法

5.2.2 膨胀土裂隙的描述方法

5.3 膨胀土的中、微观裂隙发育机制试验研究

5.3.1 研究区膨胀土的矿物化学成分研究

5.3.2 研究区膨胀土的中观裂隙发育机制试验研究

5.3.3 研究区膨胀土的微观裂隙发育机制试验研究

5.4 膨胀土的宏观裂隙发育机制试验研究

5.4.1 室内人工模拟膨胀土裂隙发育试验

5.4.2 室外人工模拟膨胀土边坡裂隙发育试验

第六章 膨胀土裂隙的电阻率法动态测试技术研究

6.1 电阻率法研究膨胀土裂隙发育的理论基础研究

6.1.1 土的电阻率理论研究

6.1.2 膨胀土的导电性研究

6.2 膨胀土的电阻率主要影响因素试验研究

6.2.1 试验设备

6.2.2 试验结果分析

6.3 电阻率法动态测试技术试验研究

6.3.1 试验设计与原理

6.3.2 电阻率法干湿循环涨缩试验分析

第七章 结论与展望

7.1 本文主要结论

7.2 展望

参考文献

附录攻读硕士期间发表的学术论文和参与的科研项目