膨胀土的水力作用机理及膨胀变形理论

摘要

膨胀土的水力作用主要是指水分(吸水、失水)和应力变化(卸荷、加荷)造成胀缩变形、裂隙发育和强度降低的作用,是膨胀土边坡失稳滑动的根本原因。由于膨胀土矿物表面带电,膨胀土在纯水和盐溶液中的膨胀行为差异很大,总是割裂开来各自研究,缺乏统一的膨胀变形理论。根据等温吸附理论,建立膨胀土的吸水体积Vw与上覆压力p和表面分维Ds的理论关系,基于膨胀变形等于膨胀土吸附水的体积,由此计算膨胀土的膨胀变形。膨胀土在盐溶液中的膨胀变形和剪切强度受渗透吸力影响,根据膨胀变形的分形模型,将盐溶液的渗透吸力π转化为修正有效应力pe(区别于Terzaghi有效应力),不同浓度盐溶液中的膨胀变形与修正有效应力p^e表示为同一曲线,得到已有的膨胀变形试验数据的验证。