南阳膨胀土裂隙扩展及室内降雨入渗实验研究
浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验
浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验1. 引言1.1 背景介绍背景介绍：膨胀土是一种特殊的土工材料，其具有在吸水膨胀和失水膨胀的特性。
在土工工程中，膨胀土的胀缩变形和渗透性是两个重要的研究方向。
膨胀土的胀缩变形主要由于土体中吸附的水分的增减导致，而渗透性则受到土体孔隙结构和水分含量的影响。
了解膨胀土的膨胀胀缩变形和渗透性规律，对于合理地设计土工结构和预测工程行为具有重要意义。
目前，关于膨胀土胀缩变形和渗透性的研究已经取得了一定的进展，但仍存在一些问题亟待解决。
本文旨在深入分析膨胀土胀缩变形的原因和膨胀土渗透性的影响因素，介绍膨胀土胀缩变形试验方法和膨胀土渗透性规律试验方法，以及探讨相关研究现状。
结合膨胀土胀缩变形和渗透性的关系，提出未来进一步研究的方向，为进一步深化对膨胀土工程性质的认识提供参考。
【2000字】1.2 目的和意义膨胀土是一种在工程领域广泛应用的土体材料，其具有较大的体积膨胀和收缩性能。
膨胀土的膨胀胀缩变形以及渗透性是影响其工程性能的重要因素。
本文旨在通过对膨胀土胀缩变形和渗透性规律试验的分析，深入探讨膨胀土在工程中的应用及相关研究现状。
通过研究膨胀土的胀缩变形原因和影响因素，可以为工程实践提供参考，改善膨胀土在工程中可能出现的问题，提高工程质量和效率。
了解膨胀土的渗透性规律试验方法，可以为工程设计和施工提供科学依据，确保工程的持久稳定性和安全性。
深入探讨膨胀土胀缩变形和渗透性的关系，对于促进工程技术发展和提升膨胀土材料的工程应用具有重要意义。
2. 正文2.1 膨胀土胀缩变形的原因膨胀土的胀缩变形是由于土壤中的矿物颗粒之间存在的结构变化引起的。
主要原因包括土壤颗粒之间的吸附力、电荷效应和水分含量的变化。
土壤颗粒之间的吸附力是导致膨胀土胀缩变形的重要原因之一。
当土壤含水量增加时，土壤颗粒表面会吸附水分分子，导致颗粒之间的吸附力增强，使土壤体积膨胀。
相反，当土壤失水时，吸附力减弱，导致土壤体积收缩。
南阳膨胀土试验段现场大剪及室内试验对比分析
南 阳 膨 胀 土 试 验 段 现 场 大 剪 及 室 内 试 验 对 比分 析
阳 云 华 ， 贵 生， 鲁 斌 马 强
（ 江岩 土 工 程 总公 司 （ 汉 ）地 质 公 司 ， 长 武 湖北 武 汉 ４ ０ １ ３ ０ ０）
摘要 ： 南水 北调 中线 总千 渠线 路 长 达 １２６ ６ｋ 渠 线通 过 不 同 的地 质 单 元 ， 中膨 胀 土是 工程 要 解 决 的 最 主 ７ ． ｍ， 其 要 工 程 地 质 问题 之 一 。 膨 胀 土 力 学 参 数 取 值 是 膨 胀 土 渠 段 渠 道 边 坡 设 计 和 稳 定 计 算 的 重 要依 据 ， 过 南 阳膨 通
小 ， 位移量 达到 ４ｍ 在 ｍ左 右后 ， 抗 剪 断强 度 迅速 衰 其
减， 残余 强度 迅速 减ｔ ￣ 原来 峰 值 强 度 的 ２ ３ 说 明边 ＪＵ ， ／，
坡 发生 滑动后 ， 其安 全 系数迅 速释 低 。 以弱 膨胀 土为 例 ， 随垂直 压力 的增 大 ， 屈服 和破 其
胀 土 现 场 大 剪 土 工 试验 成 果 与 室 内试验 成 果进 行 对 比 分 析 ， 出 了膨 胀 土 渠 坡 设 计 参 数 参 考 值 ， 膨 胀 土 渠 提 对
坡 设 计提 供 了可 靠 的 设 计依 据 。
关
键
词 ： 胀 土 ；大 剪 试验 ；力 学 参 数 取 值 ；南 水 北调 中 线一 期 工程 膨
文 献标 志码 ：Ａ
中 图 法分 类 号 ：Ｔ ６ Ｖ７
南水 北调 中线工 程是缓 解 京 、 、 津 华北 地 区资源性
缺水 的特 大型跨 流域 调 水 工程 ， 膨胀 土 是 工 程要 解 决 的主要工 程地质 问题 之一 ， 别 是膨 胀 土 （ ） 泛分 特 岩 广
浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验
浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验
膨胀土胀缩变形是指土壤在含水条件下，由于含水量的变化导致土体体积发生变化的现象。
一般来说，土壤在吸水后会发生膨胀变形，而在排水后会发生缩小变形。
膨胀土胀缩变形主要表现为土壤的垂直膨胀或缩小，以及水平膨胀或缩小。
膨胀土的胀缩变形与土壤的含水量密切相关。
土壤吸水后，水分分子会渗透进入土壤中的微孔隙中，并与土壤粒子表面的吸附水分相结合。
这种吸附水分的存在会改变土壤颗粒之间的力学性质，使土体体积发生膨胀。
膨胀土的胀缩变形通常以含水量和胀缩比来表示。
渗透性规律试验是用来研究土壤渗透性的试验方法。
渗透性是指土壤内部水分的传递性能。
渗透性规律试验通常分为恒头水压试验和孔隙水压试验两种。
恒头水压试验是通过施加一定压力差，测量土壤渗透性的试验。
试验过程中，将一端开放的试管插入土壤中，然后在试管顶端施加一定压力，使水渗入土壤中。
通过测量试管中水位的变化，可以计算得到土壤的渗透系数。
渗透性规律试验可以帮助工程师和研究人员了解土壤的渗透性特性，对设计和施工具有重要意义。
在土壤水资源利用和土木工程设计中，渗透性规律试验可以为设计者提供较准确的渗透系数和孔隙水压系数，从而指导工程的正常运行。
对于膨胀土来说，了解其渗透性规律也能帮助工程师评估土壤的胀缩特性，从而进行合理的工程设计和施工措施。
浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验
浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验膨胀土是指具有较高含水量时会发生一定膨胀变形的土壤。
膨胀土主要由粘土和淤泥组成，其颗粒间的结合力较大，导致其在吸湿时会发生胀缩变形。
膨胀土胀缩变形是指在吸湿或干燥过程中，土壤体积会发生扩大或收缩的现象。
膨胀土的胀缩变形是由于土壤中的吸湿或干燥引起的。
当膨胀土吸湿时，土壤中的粘土颗粒吸附水分，水分的进入导致颗粒之间间隙的扩大，土壤体积随之增大，进而引起土壤的膨胀变形。
当膨胀土干燥时，吸附在粘土颗粒表面的水分会逐渐减少，颗粒间间隙的减小导致土壤体积缩小，进而引起土壤的收缩变形。
膨胀土胀缩变形对土壤工程有一定的影响。
在建筑工程中，膨胀土的胀缩变形会引起地基沉降、地表破裂、结构损坏等问题。
在公路、铁路等交通建设中，膨胀土的胀缩变形会引起路基的破坏、路面的沉降等问题。
对膨胀土进行胀缩性规律试验成为工程设计中的一项重要内容。
膨胀土胀缩试验的目的是评价土壤的扩散特性和胀缩能力。
胀缩性规律试验主要包括湿附试验和干燥试验两个方面。
湿附试验是指将膨胀土在一定湿度条件下浸泡一段时间，然后进行膨胀试验，以评价土壤的吸湿膨胀能力。
干燥试验是指将膨胀土在一定温度和湿度条件下进行干燥处理，然后进行收缩试验，以评价土壤的干燥收缩能力。
湿附试验的主要内容包括定量测定土壤样品的吸水量、湿附扩大系数和湿附收缩系数。
湿附试验可以通过测定土壤的干重、湿重和含水量来定量评价土壤的吸湿膨胀能力。
湿附试验的结果可以用来指导工程设计中的排水措施。
干燥试验的主要内容包括土壤样品的干燥收缩量、收缩系数和干燥收缩率。
干燥试验可以通过测定土壤的湿重、干重和含水量来定量评价土壤的干燥收缩能力。
干燥试验的结果可以用来指导工程设计中的防治措施。
渗透性规律试验是评价土壤渗透性特性的一种试验方法。
渗透性是指液体（水）在土壤中传播的能力。
渗透性规律试验主要是通过测定土壤样品的渗透系数和渗透率来评价土壤的渗透性能。
渗透系数是指单位时间内单位压差下单位面积土壤的液体渗透量。
浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验
浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验膨胀土是一种在水分含量变化时会发生体积变化的土壤。
膨胀土的膨胀性是指土壤在吸水膨胀或失水收缩时发生的体积变化。
膨胀土的膨胀性主要是由于土壤中的粘性颗粒吸附了水分，导致其体积发生变化。
而膨胀土的膨胀缩变形与渗透性是密切相关的，本文将对膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验进行浅析。
一、膨胀土的膨胀缩变形1. 膨胀土的特性膨胀土是一种特殊的土壤，其在吸水膨胀或失水收缩时会发生较大的体积变化。
膨胀土的主要成分是粘粒，粘粒颗粒之间存在较强的吸附力，吸附了水分后会发生膨胀。
膨胀土的膨胀性与其颗粒结构、粘粒含量、矿物成分等有关。
膨胀土在吸水膨胀或失水收缩时会发生体积变化，其膨胀缩变形规律主要受以下因素影响：（1）含水量：膨胀土的含水量是影响其膨胀缩变形的关键因素。
当含水量增加时，膨胀土的体积会增大，发生膨胀变形；当含水量减少时，膨胀土的体积会减小，发生收缩变形。
（2）荷载作用：荷载作用会对膨胀土的膨胀缩变形产生影响。
在承受荷载作用下，膨胀土的体积变化会受到限制，膨胀性会减弱。
（3）孔隙结构：膨胀土的孔隙结构对其膨胀缩变形也有重要影响。
孔隙结构的不同会影响土壤的水分吸附和空隙变化，从而影响了土壤的膨胀性。
二、膨胀土的渗透性规律试验1. 渗透性参数渗透性是指水在土壤中流动的能力，是土壤工程中重要的力学性质之一。
膨胀土的渗透性参数是评价土壤渗透性的重要指标，主要包括渗透系数、渗透率、渗透能力等。
（1）恒压渗透法：恒压渗透法是一种常用的膨胀土渗透性规律试验方法，通过施加不同的压力来测定土壤的渗透系数和渗透率。
膨胀土的膨胀缩变形与渗透性是密切相关的。
土壤的渗透性直接影响了其吸水膨胀和失水收缩的速度和程度。
渗透性较大的土壤，其吸水和失水的速度较快，膨胀缩变形较为迅速；渗透性较小的土壤，其吸水和失水的速度较慢，膨胀缩变形也较为缓慢。
膨胀土的渗透性参数还可以用于评价土壤的膨胀性。
一般来说，渗透性较小的膨胀土，其膨胀性较大；渗透性较大的膨胀土，其膨胀性较小。
浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验
浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验
膨胀土是指含有一定量膨胀性粘土矿物（如膨润土）的土壤。
由于膨胀土具有特殊的物理和化学性质，因此在水文地质工程中具有广泛的应用。
本文将着重讨论膨胀土的胀缩变形及渗透性规律试验。
膨胀土的胀缩变形
膨胀土具有一定的水敏性，受到水分影响可引起明显的体积变化，称为胀缩变形。
当膨胀土吸收水分时，土粒子会向周围较大的方向膨胀，相邻土粒子之间的距离变大，土体体积增大。
反之，当膨胀土失水时，土体体积缩小，发生压缩变形，这就是膨胀土的胀缩变形。
膨胀土的胀缩变形可分为两种形式：吸湿胀和干缩。
吸湿胀是指膨胀土受到水分作用后的胀缩变形。
干缩是指膨胀土在干燥条件下发生的胀缩变形。
这两种形式的膨胀土胀缩变形特征不同，因此需要分别进行规律研究。
渗透性是指水分在土壤中流动的能力，是膨胀土胀缩变形的重要原因。
为了研究膨胀土的渗透性规律，通常需要进行渗透试验。
渗透试验包括贯通试验和压实试验两种。
贯通试验是指用压实土样进行渗透性实验，通过测量土样的渗透速度和水头，来确定土体的渗透系数和渗透压力。
压实试验是指在一定压实度下进行渗透性实验，通常用于研究室内压实试验。
渗透试验结果可以用来确定膨胀土的渗透系数和渗透压力，从而进一步研究膨胀土的渗透特性和胀缩变形规律。
此外，渗透试验结果还可以用于设计和计算将膨胀土纳入工程的水利结构，如堤坝、隧道等。
总之，对于膨胀土的应用和研究，从胀缩变形和渗透性规律试验两方面进行是必不可少的。
希望本文的探讨能够为相关的水文地质工程研究者提供一些参考和指导。
浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验
浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验
膨胀土是指由于含有粘土矿物而在湿润条件下会发生胀缩变形的土壤。
膨胀土的胀缩变形是由于胀缩水引起的。
当膨胀土吸湿时，水分会渗透到胀缩水中，胀缩水膨胀后会使土体产生胀缩变形。
当膨胀土失去水分时，胀缩水会收缩，土体也会发生胀缩变形。
膨胀土胀缩变形对于土体的力学性质和工程性质都会产生重要影响。
在地基工程中，由于膨胀土的胀缩变形，往往会引发建筑物的沉降、震动和倾斜等问题。
研究膨胀土的胀缩变形特性，对于地基工程的设计和施工有着重要意义。
渗透性规律试验是评价膨胀土渗透性的一种常用方法。
渗透性是指液体或气体在土体中传递的能力。
对于膨胀土来说，渗透性的大小会直接影响胀缩水对土体的渗透和胀缩引起的变形。
渗透性规律试验根据渗水试验原理进行，常用的试验方法有二维渗透性试验和一维渗透性试验。
二维渗透性试验是将土样制成薄片状，通过测量液体在单位时间内通过土样的渗流量和液体渗透压力的变化来评价土体的渗透性。
一维渗透性试验则是通过在土样的顶部施加一定的水头，测量液体在土样中的渗透流量和液体渗透压力的变化来评价渗透性。
渗透性规律试验可以得到膨胀土的渗透系数等参数，进而评价膨胀土的渗透性。
通过渗透性试验可以了解膨胀土的渗透能力，为地基工程的设计和施工提供重要的依据。
南阳地区中弱膨胀土的试验研究
我 国《 膨胀 土地 区建 筑 技术 规 范 》 Ｊ Ｊ １ －７ 规 （ Ｇ １ ２８ ） 定， 自由膨 胀率 ＞ ０ ４ ％可判 定 为膨胀 土 ， 特殊情 况下 尚 可根 据蒙 脱石 含量 确 定 ， 当蒙脱 石 含 量 ＞ ％ 时 ， 可 ７ 亦
判定 为膨 胀土 ， 具体 分类 方法 见表 ｌ 。
表 １ 膨 胀 土 级 别
胀 土主要 是残 积膨 胀 土 ， 由泥灰 岩 风 化 而成 。黏 土矿 物成 分 主要 以蒙 脱 石 为 主 ， 约 占矿 物 成 分 的 ３ ％ ， 大 ３ 富含 Ｃ Ｏ颗粒 （ 石 结 核 ） 属 第 四 系 中 、 ａ 疆 ， 上更 新 统 膨
胀 土。
对膨 胀土 的判 定各 行 业 采 用 的标 准 不 尽 相 同 ， 由
此造成 膨胀 土分 类上 的差异 。本 文 主要 采用 《 公路
路基设 计规 范》（Ｔ ３ ．０ ４ 对膨 胀 土进 行 膨胀 潜 Ｊ Ｇ Ｄ ０２ ０ ） 势分类 ， 分类 标准 见表 ２ 。
表 ２ 膨 胀 土 的 膨 胀 潜 势 分 类
注 ： 缩 总 率 为 土 在 ５ Ｐ 压 力 下 的 膨 胀 率 与 收 缩 率 之 和 胀 ０ｋ ａ
殊性质 ， 吸 水 膨 胀 ， 水 干 缩 ， 发 了 许 多 工 程 事 即 失 引
故 。 １ ３ 南 阳 地 区 膨 胀 土 的 主 要 特 征 ．
１ ２ 膨胀 土 的分类 ．
１ 南 阳 膨 胀 土 的 相 关情 况
１ １ 南 阳 地 区 膨 胀 土 的 分 布 ．
浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验
浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验
膨胀土的胀缩变形是指松散干燥时的容重低（约为1.1~1.3g/cm³），水分含量低，对水的吸附能力强的黏土，在受到湿润或浸泡后容重增大、体积膨胀，形成的胀缩变形。
这
种变形是由于吸附、膨胀和离心三个因素所致。
在含水状态时，黏土颗粒之间有一层水膜，水分子引起离子晶格的“水化”，从而增大了晶体层之间的距离。
当土体遇水时，水分子
通过渗透压作用进入土体，并引起这层水膜的膨胀，这就导致颗粒间距增大、体积增大，
从而引起胀缩变形。
膨胀土的渗透性规律测试是评价膨胀土工程性质的重要手段之一。
也是判断膨胀土性
质的重要依据。
其中一种较常见的方法是测定膨胀土的渗透系数和水力梯度的变化关系，
通常采用恒头水头法进行试验研究。
该方法使用试样顶端施加恒定水头，比较不同水头下
试样渗透量的大小、渗透时间的长短，从而得出渗透系数。
膨胀土的胀缩变形对工程的影响有时是灾难性的，如道路、铁路、建筑物等工程，如
果建立在膨胀土地基上，极易受到膨胀土胀缩的影响而遭受损坏。
因此，对膨胀土定性和
定量的理解、研究和掌握，对于工程设计和实施具有非常重要的意义。
浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验
浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验膨胀土胀缩变形是指土壤在干湿循环或温度变化的作用下，所发生的体积变化。
胀缩变形对土工工程的稳定性、安全性和耐久性都有着重要的影响，因此在土工勘察和设计中需要对其进行测试和评估。
本文将从膨胀土胀缩变形和渗透性规律试验两个方面进行浅析。
1. 膨胀土胀缩变形膨胀土是指含有膨润土粘土矿物的土壤，在干湿循环或温度变化的作用下，会发生明显的胀缩变形。
膨润土粘土矿物具有吸水膨胀，以及干燥时可形成收缩裂缝的特性。
当土壤受到水分的吸附和膨胀作用时，土颗粒之间的摩擦力会减小，从而使土体呈现出一定的变形。
而在土壤经历水分流失和干燥后，土颗粒之间的摩擦力会增强，从而使土体表现出收缩和裂缝的现象。
膨胀土的胀缩变形不仅受到土壤类型和含水量的影响，还受到成因方式、粘粒含量、沉积环境等因素的影响，因此需要从多角度探究其变形特性。
深入了解膨胀土胀缩变形的机理和特点，可以有效指导土工工程的设计和建设实践。
2. 渗透性规律试验渗透性规律试验是指对土壤的渗透性进行测试和评估的一种方法。
渗透性对工程设计具有重要意义。
在建设一些挤水工程或者目前比较流行的SAGD石油采油工程中，需要对土壤的渗透性进行定量的测定，从而提前排除潜在的渗透性问题。
通过渗透性规律试验可以得到土壤的渗透系数，来评估土壤透水能力的强弱，为工程设计和实践提供有利的指导。
渗透性规律试验包括静水压力法和动水压力法两种方法。
静水压力法主要应用于土壤的渗透性较低的情况下，静水压力法通过施加一定的水压力，观察土壤中水的流动速度来评估渗透性；动水压力法主要应用于渗透性较高的土壤中，通过施加一定流量的水流，测量土壤中水的压力和流速来评估渗透性。
静水压力法和动水压力法都有其局限性，需要根据实际情况选择合适的方法进行测试。
总之，膨胀土胀缩变形和渗透性规律试验是土工工程中非常重要的内容，能够为土工勘察和工程设计提供全面、可靠的基础数据和理论依据。
因此，需要在实践过程中加强对这两个方面的研究和应用，确保土工工程的稳定性和安全性。
膨胀土边坡降雨入渗稳定性分析_1
膨胀土边坡降雨入渗稳定性分析发布时间：2021-07-08T08:52:45.430Z 来源：《防护工程》2021年7期作者：罗森[导读] 膨胀土是一种广泛分布的难处理的问题土，特别是它对于湿度变化（水）非常敏感，遇水发生软化，导致土体强度降低，降雨增湿对边坡的变形和稳定性影响很大。
本文依据岩土饱和/非饱和和渗流理论，利用有限元数值模拟分析软件MIDAS/GTS，通过模拟降雨过程中边坡地下水含水率、压力水头变化、空隙水压力变化规律，分析研究降雨入渗对其边坡渗流场及稳定性的影响规律。
结果表明：对于膨胀土，若不考虑土体开裂，降雨入渗对膨胀土边坡的渗透影响仅局限在边坡表层浅部区域，边坡内部渗流场的分布几乎不发生变化；罗森重庆交通大学土木工程学院重庆 400074摘要：膨胀土是一种广泛分布的难处理的问题土，特别是它对于湿度变化（水）非常敏感，遇水发生软化，导致土体强度降低，降雨增湿对边坡的变形和稳定性影响很大。
本文依据岩土饱和/非饱和和渗流理论，利用有限元数值模拟分析软件MIDAS/GTS，通过模拟降雨过程中边坡地下水含水率、压力水头变化、空隙水压力变化规律，分析研究降雨入渗对其边坡渗流场及稳定性的影响规律。
结果表明：对于膨胀土，若不考虑土体开裂，降雨入渗对膨胀土边坡的渗透影响仅局限在边坡表层浅部区域，边坡内部渗流场的分布几乎不发生变化；随着雨水入渗的持续，膨胀土边坡的安全系数逐渐下降，降雨入渗很容易引起边坡的失稳破坏。
关键词：裂隙，膨胀土，降雨入渗，边坡稳定性，有限元引言膨胀土是一种富含膨胀性粘土矿物且随环境的干湿变化有着显著的反复胀缩、强度衰减性质的特殊土。
正是它对湿度变化的敏感，使得施工初期稳定的膨胀土边坡，随气候变化逐渐发生失稳滑动。
水是膨胀土边坡失稳过程中相当重要的诱因。
相同条件（坡型、地下水位、降雨强度等）下的边坡，对于一般黏性土可能是稳定的，但对于膨胀土却可能失稳破坏。
另外，我国在膨胀土地区修建的铁路公路边坡上的降雨滑坡病害很普遍。
河南南阳膨胀土的了解与研究
从 防止膨胀土对路基稳定 的不利影响 的角度． 讨 论了膨胀土作为 路基 填料的应 用条件 。 结合 具体工程 实例 ， 通过对膨胀力 、 无侧限强度 和动强度随含水量 、 压实系数的变化的试验分析和研究。 总结 出对膨胀 土的处理有换土法、 预湿法、 压实控制法 、 包盖法 、 化学处理法等方法 。 ４ ． １ 原材料要求 石灰 ： 必须具有三 级及 三级以上要求 ． 并做好每批 次的等级抽 查 工作及施工现场堆放工作 土料 ： 在取土坑应清除表层有机 土层 ． 有机质含量超 过 ５ ％的土和 强膨胀土不能作为路基填料 ４ ． ２掺灰拌和 石灰与膨胀土之间发生复杂化学作用 的效 果 ． 首要条件是膨胀 土 的粉碎和拌和均匀 ．二次掺灰是石灰稳定 膨胀 土施工最佳工艺之一 。 第一次在取土场掺 ３ ％的消石灰 ． 如果 膨胀土含水量 偏高 ． 则掺 ２ ％生 石灰 ． 使呈 团块 状的膨胀 土崩解 ． 土团容 易粉碎 ． 形 成较 均匀 的混合 料。一般采用在单 位面积上所铺生石灰 （ 或 相当于生石灰剂量的消石 灰） 厚度与取 土深度的 比例计 算控制石灰量 ． 挖掘机挖土 时将土和石 灰同时挖起堆 积在取土坑边 ． 当堆积 到一定 长度和高度 时． 再用挖掘 机翻拌均匀 ． 进行 闷料砂 化 ３ ～ ７ ｄ ， 即可上路 ， 初平后用拌 和机 拌一拌 ， 检测土块含量 ． 如果满 足要求 ， 可 以掺人设计要求 的剩余 灰剂量 ， 否则 继续洒水崩解 翻拌 “ 砂化 ” 直到大于 １ ． ５ ｃ ｍ 的土块含量满 足要求 。 第二 次掺灰在路基上进 行 ． 方法是先检 测含水量 ． 含水量 比最佳含水 量高 ２ ％ ～ ３ ％ 时． 再用平地机细平 ． 整平标高按 层厚的 １ ． １ ５ ～ １ ． ２ 倍， 用压路机 静压一 遍 ． 检测第一次掺灰“ 砂化” 后还有多少有效灰 剂量 确定第二次 掺灰的用量 ． 按松铺 厚度计算每平 方米第二次掺 灰的用量 ， 并用 石灰 在路基 上打成方格 ． 按计算每一个方格 的用灰量运灰 、 卸灰， 用人 工均 匀撒 布 ． 用拌和机连续拌一至二遍 ． 要保证 无素土夹层 ， 大于 １ ． ５ ｃ ｍ 的 土块含量小于 １ ０ ％时可以整平成 型。
浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验
浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验膨胀土是指受水浸润而膨胀、干燥而萎缩的粘土质土壤。
膨胀土的膨胀性是指土壤在水分变化的作用下产生膨胀和压缩的性能。
在工程领域中，膨胀土的胀缩变形和渗透性是其重要的工程性能指标。
本文将从胀缩变形和渗透性两个方面对膨胀土进行简要分析，并介绍膨胀土的相关试验方法。
一、膨胀土的胀缩变形1. 胀缩变形的原因膨胀土的胀缩变形是由于土壤中的粘粒在吸附或释放水分的作用下发生胀缩变形。
当土壤吸收水分时，粘粒间的黏结力增加，导致土壤体积膨胀；而当土壤失去水分时，粘粒间的黏结力减小，土壤体积发生萎缩变形。
这种胀缩变形的能力取决于土壤的粘粒含量、粒径大小和颗粒结构等因素。
2. 胀缩变形的影响膨胀土的胀缩变形对工程建设具有重要的影响。
膨胀土的胀缩变形会导致地基沉降和变形，影响工程的稳定性和安全性；膨胀土在干湿交替作用下会产生裂缝和变形，影响建筑物和道路的使用性能；膨胀土的胀缩变形还会影响地下管道和基础设施的稳定性，增加维护和修复的成本。
3. 胀缩变形的控制为了减少膨胀土的胀缩变形对工程造成的影响，可以采取一些控制措施。
可以通过合理的土壤改良措施，调整土壤的粒径结构和黏粒含量，减少土壤的胀缩性能；可以通过排水和保水措施，控制土壤中水分的变化，减少土壤的胀缩变形；可以选择适当的基础结构形式和建设技术，减少膨胀土的影响范围。
二、膨胀土的渗透性试验1. 渗透性的概念膨胀土的渗透性是指水分在土壤中的渗透速度和渗透性能。
由于膨胀土的胀缩性能和内部结构特点，其渗透性能具有一定的特殊性。
对膨胀土的渗透性进行科学的试验分析，对工程设计和施工具有重要意义。
2. 渗透性试验的方法目前，常用的膨胀土的渗透性试验方法包括孔隙比试验、渗透试验和渗透系数试验等。
孔隙比试验是通过浸水分析和孔隙率计算来确定土壤的渗透性能；渗透试验是通过压实试验和液体渗透试验来测定土壤的渗透速度和比渗透性；渗透系数试验是通过渗透试验和数学模型计算来确定土壤的渗透性能系数。
南阳压实膨胀土膨胀变形规律研究
对 膨 胀土 变形 的研 究 ， 国外 开展 得较 早 ， ｕｅ—ｍ ｅ Ｈ ｄｒ ｂｒ Ａ ｇ在 １７ ９０年采 用 常规 围结 仪对 泷 灰 岩进 行 Ｊ单轴 膨胀应 变 试验 ， 出轴 向膨 胀应 变与 轴 向应力 的对 数呈 线性 关 系． 内学 者徐 永 福等 ’研 究 了宁 夏膨 胀 提 国
的膨胀 变 形 ， 认 为在 相 同上覆 荷载 作 用 下 ， 胀 土膨 胀 量 与 初始 含 水 率 （ 质 量分 数 ， 同 ） 线 性 关 系 ； 并 膨 指 下 呈 李献 民等 研 究表 明 ， 膨胀 力 曲线 和膨 胀 量 曲线 的变 化 规律 均 为 指 数关 系 ； 爱 军 和 章 为 民 等研 究 ＿ 张 ｌ ｒ 考虑 初始 含水 率 、 初始 干密 度 和上覆 压 力 ３个 因素 耦 合 变 化 的 膨胀 变 形 计 算 模 式 ， 得 到 膨胀 土 的膨 胀 模 并 型 ． 膨 胀土 的实 用变 形研 究 方面 ， 在 大多 数研 究者 只是 建 立 了膨 胀应 变 与初 始含水 率 、 土体 上覆 压力 、 密度 干
１ 试 验
试验 土样 取 自南水 北 调 中线工 程 南 阳市卧龙 区桩 号 １ １ ８ ０～１２ ５ ０某 处 ， 色呈 棕 黄色 ， Ｉ 混有 ０＋５ ０＋５ 颜 其 ｛ １
钙 质结 核 ， 土样拌 匀 ， 除结 核类物 质 ， 将 土样尽 量捣 碎 ． 将 剔 并 土样 的物 理力学 性 质见 表 １膨胀 土 的粒 度 成 分 ． 为 粒径 ｄ ５ ０ｍｍ 的 占 １４ ，． ＞ ／ ． ．％ ２ ０ｍｍ≤ｄ ５０ｍ 的 占 ０ ８ ，． ｍ≤ｄ ２０ｍ 的 占 ３Ｏ ，．５ｌＩ≤ ＜ ． ｍ ．％ ０ ５ｍ ＜ ． ｍ ．％ ０ ２ ｌ ｌＩ １
间 的单 变量 关 系式 ， 而膨 胀 土 的膨 胀 应 变与 其 初始 含 水 率 、 干密 度 （ 实 度 ） 压 以及 所 处 的应 力 条件 有 密 切关 系 ， 因素关 系式 并不 能完 全 反 映膨 胀 土 的 膨 胀 变形 ， 单 因此 有 必 要 研 究 膨 胀 应 变 与 其 初 始 含 水 率 、 ｆ密 度
南阳膨胀土膨胀特性的试验研究
２ ０ １ ３ ￣ １ ｚ ４ 月
中 国水 能 及 电 气 化
Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ ＆Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｎ ｏ ４（ Ｔ Ｏ Ｔ Ａ Ｌ Ｎ Ｏ ． ９ ７ ）
南 阳 膨 胀 土膨 胀 特 性 的 试 验 研 究
（ Ｙ ａ ｎ ｔ ａ ｉ Ｊ ｉ ｎ ｙ ｕ Ｇ ｅ ｏ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｙ ａ ｎ ｔ ａ ｉ ２ ６ ４ ０ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａ ｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ： Ｔｈｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｓ ｒ ｅ ｐｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｅ ｘ ｐａ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅ ｓ ｏ ｉ ｌ ｏ ｆ Ｘｉ ｎ ｘ ｉ ａｎ ｇ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ・ ｔ ｏ — Ｎｏ ａｈ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｄｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｍｉ ｄ— ｌ ｉ ｎ ｅ
Ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ，ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｓ ｏ ｅ ｄ ｏ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｉ ｎ ｄ ｏ ｏ ｒ ｔ ｅ ｓ ｔ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ， ａ ｎ ｄ ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ
力 来 抑 制 膨 胀 土 的膨 胀 。 关 键 词 ：膨 胀 土 ；膨 胀 特 性 ；含 水 率 ；干 密度 ； 上覆 压 力
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
信阳至南阳高速公路南阳膨胀土生态改性试验研究及工程应用
信阳至南阳高速公路南阳膨胀土生态改性试验研究及工程应用通过对信阳至南阳高速公路项目南阳境典型膨胀土路堑边坡生态改性试验研究及工程应用效果检测评价，探索了中弱等膨胀土边坡防护新技术，经济可行，对类似工程具有一定参考价值。
标签：高速公路；膨胀土；生态改性；边坡防护概述：河南省信阳至南阳高速公路项目是国家规划的西部开发大通道上海至陕西（沪陕）高速公路重要组成部分，自东向西依次穿越信阳市、驻马店市、南阳市，全长182.904公里，其中南陽市境110公里，分信阳至泌阳段、泌阳至南阳段两个项目进行建设。
公路沿线地质、地形复杂，泌阳至南阳段全线分布中弱膨胀土。
为了探索膨胀土路堑边坡防护新技术，建设生态环保高速公路，选择K177+170～K177+800两侧膨胀土路堑边坡进行生态改性试验研究。
试验段全长630m，位于南阳市卧龙区潦河镇李庄村境内，属典型南阳膨胀土。
该段边坡设计坡率为1：2，改性施工面积为43142.2㎡。
1.南阳膨胀土成因及工程特性1.1南阳地理气候南阳北靠伏牛山、东扶桐柏山、西依秦岭、南临汉江、三面环山，海拔高度在72.2米至2212.5米之间，地势呈阶梯状，大部分为高阶地，其地形为平坦开阔的岗地与宽缓谷地，以河流为骨架，构成向南开口与江汉平原相连接的马蹄形盆地，素称南阳盆地。
南阳处于亚热带向暖温带的过渡地带，属典型的季风大陆半湿润气候，年平均气温14.4℃–15.7℃，年降雨量在300–1100毫米之间，每年的雨季为七月、八月、九月三个月。
1.2南阳膨胀土的形成环境和成因类型南阳盆地的膨胀性粘土是从新第三纪到早全新世多个地质时期形成的。
地质历史时期气候、古地貌和沉积环境的变化造成膨胀土的产状、物质成分、结构特征和工程性质差异很大，是影响膨胀土成因类型的主要因素。
晚第三纪中新世时期，南阳盆地气候湿润多雨，处于湖相沉积环境。
盆地中部处深水还原环境，形成灰绿色和灰白色弱成岩的泥灰岩和硬粘土，盆地西部边缘处于浅水沉积环境则形成棕红色夹灰绿色条带的硬粘土。
裂隙膨胀土边坡降雨渗流方法研究
裂隙膨胀土边坡降雨渗流方法研究王晓磊;王旭春;袁长丰;刘亚升【摘要】针对降雨过程中裂隙对膨胀土边坡内部渗流的影响问题,尝试在前人研究的基础上,提出将边坡由表面向深部依次划分为两个亚层:裂隙影响层和原始层,来反映裂隙状态下边坡的工作状态的简化方法.通过现场与室内试验相结合来确定各亚层非饱和土体参数,并对各亚层的深度进行了研究确定,然后根据前人所进行的膨胀土边坡现场降雨试验实例,采用MIDAS/GTS有限元分析软件,对降雨过程中边坡内部孔隙水压力的分布规律进行模拟分析.结果显示提出方法得出的孔隙水压力与现场实测结果基本一致,并且能够反映裂隙膨胀土边坡相对于无裂隙边坡渗流速度快,在两亚层接触区域存在滞水现象等特点.%To cope with the problem that the influence caused by fissures on internal seepage of expansive soil slope in rainfall process, on the basis of previous studies, a new method was put forward to try to reflect the work state of expansive soil slope by dividing the slope into two layers fissure influence layer and the original layer. The field and laboratory tests are used in combination to determine the layer of unsaturat-ed soil parameters, and the depth sub layer was also identified, then according to the expansive soil slope field rainfall test examples, the internal seepage of expansive soil slope in rainfall process was analyzed using MIDAS / GTS finite element analysis software. The results showed that the pore water pressure got by the proposed method were consistent with the field measured data, the fact that seepage speed in fissures expansive soil slope is faster than slope without fissures and thebackwater phenomenon between two layer contact area can also be reflected.【期刊名称】《湘潭大学自然科学学报》【年(卷),期】2012(034)003【总页数】8页(P30-37)【关键词】膨胀土;裂隙;降雨;渗流【作者】王晓磊;王旭春;袁长丰;刘亚升【作者单位】青岛理工大学土木工程学院,山东青岛 266033;青岛理工大学土木工程学院,山东青岛 266033;青岛理工大学土木工程学院,山东青岛 266033;青岛理工大学土木工程学院,山东青岛 266033【正文语种】中文【中图分类】O319.56自然状态下的膨胀土是一种典型的非饱和土，具有较强的遇水膨胀，失水收缩特性.在大气影响作用下，表层一定深度范围内的土体反复遭受降水-蒸发干湿循环等作用，边坡裂隙不断发育，造成膨胀土边坡内部的实际渗流情况将会大大区别于饱和膨胀土的状况[1].大量研究表明，降雨诱发滑坡的主要原因是土体中的孔压变化，从而导致了土体抗剪强度的降低[2～5].这不难解释在膨胀土地区修筑的公路路堤与堑坡、渠坡，常在雨季产生塌滑、滑坡等自然灾害.因而对裂隙膨胀土边坡进行降雨渗流方法的研究具有重要的工程价值与意义.裂隙性是膨胀土边坡的主要特性之一，在降雨渗流分析过程中不可忽略其影响作用.以往裂隙膨胀土边坡渗流的分析方法主要为以下两种方法[6～8]：一是将膨胀土作为完整的均质土，整个边坡土体采取同一力学参数进行分析；二是采用相对复杂的裂隙统计方法，在模拟分析中对边坡裂隙概化处理，对裂隙进行考虑.第一类方法显然不符合土体实际工作状态，第二类方法虽然对裂隙进行了考虑，但是概化的结果与边坡裂隙实际状况还是存在差距，对渗流的影响不能准确的反映.本文在前人研究的基础上，分析了膨胀土边坡（本文所指膨胀土边坡系整个坡体均为膨胀土组成，不考虑与其他土层互层等情况）坡体裂隙对降雨渗流的影响，提出将边坡从表面向深部依次划分为裂隙影响层和原始层两个亚层，来近似反映裂隙状态下边坡工作状态的方法.通过现场试验方法对不同土层相应赋予力学参数，同时对各亚层的深度进行了研究确定，然后根据前人所进行的膨胀土边坡现场降雨试验实例，采用MIDAS/GTS有限元分析软件，对不同降雨持时条件下边坡内部孔隙水压力的分布规律进行模拟分析，并将分析结果与现场得出的试验监测数据进行对比分析，得出本文提出的考虑裂隙方法的正确性与实用性.1 裂隙对降雨渗流的影响作用1.1 加快渗流速度气候影响是导致膨胀土体开裂的主要因素.随着膨胀土表层土体内部水分蒸发，负孔隙水压力（基质吸力）不断增大，体积收缩并产生张拉裂隙.裂隙不仅在深度方向发展，水平方向的次生裂隙也会不断扩展.大气影响范围内，裂隙发育在空间内不断进行，最终膨胀土边坡被裂隙分割成大小不一的块体，使边坡内部区域与外部联通.降雨过程中，雨水首先沿宽大的裂隙入渗，进入土体内部，然后经由裂隙网络再向四周渗透.现场试验证实，风化层的渗透性比膨胀土本身渗透性大2～4个数量级[9].裂隙影响下降雨入渗方式由单一的平面入渗变为空间入渗，入渗的接触面积加大，渗流速度加快.1.2 造成渗透能力差异表层大气影响范围内，坡体裂隙将膨胀土边坡土体切割成大小不一的块体，其土体特性大大区别于均质土体，不仅强度特性要同原状土体有所差异，其渗透能力也显著高于下部未遭受影响的土体.这就造成了边坡表层土体渗透能力高，而下部土体渗透能力很低的现象.下部土体微弱的渗透能力相对于上部土体可以认为是不透水的，形成相对“隔水层”.在干旱季节或者雨季，此接触面下原始层区域土体的含水量受到“隔水层”影响含水量变化很小.降雨过程中当雨水入渗到两区域的接触面将暂时性积水，可能出现滞水现象（如图1所示）.因此在进行膨胀土边坡的降雨渗流分析中，两个亚层应该区别对待.2 反映裂隙对降雨渗流影响方法本文通过将膨胀土边坡从表面向深部依次划分为裂隙影响层和原始层两个亚层，分别对两层土体赋予不同的非饱和土物理参数来近似反映裂隙对膨胀土边坡降雨渗流的影响.各亚层深度确定和土体参数取值方法详述如下.2.1 裂隙影响层深度he确定受到裂隙影响的膨胀土渗透系数将与原状土体有着明显的区别，这是划分裂隙影响层和原状土体最直接的标志.但是实际中膨胀土的渗透系数很小，试验耗费时间过长，因而应该尽量减少对渗透系数的测定试验.上文中对裂隙对膨胀土渗流的影响机理进行了分析，在地下水影响之外，两亚层土体含水量竖向分布规律会出现突变，存在含水量变化特征点，而且由于裂隙的存在，膨胀土结构性遭到破坏，造成土体强度的降低，使膨胀土边坡下层土体强度出现突增的情况（如图2、3所示）.因而裂隙影响层深度可以采用测定土体含水量变化特征点和测定土体强度突变位置深度的间接方法进行确定.2.2 渗透系数的取值方法自然状态下的膨胀土边坡降雨入渗是一种典型的非饱和渗流问题.可以通过试验确定土样的饱和渗透系数和土水特征曲线，再由拟合的土水特征曲线求取非饱和膨胀土的渗透系数.因此，需要在确定裂隙影响层深度he的基础上分别取样测定各亚层的饱和渗透系数以及土水特征曲线，求取各土层的非饱和渗透系数.因为膨胀土具有很强的区域性，同一地区膨胀土其特性基本相同，因此当无条件进行现场非饱和土体参数试验时可以选取本地区的已有试验数据.国内外用于土水特征曲线拟合使用最多的就是Van Genuchten提出的S形曲线模型（见式1），其参数物理意义较为明确，拟合程度高的特点，使该模型得到较为广泛的应用.式中：θ为体积含水量；θs为饱和体积含水量；θr为残余体积含水量；ψ为基质吸力；α为土壤进气值ψb的倒数；n，m反映的是含水量随吸力变化的程度，n ＝1/m.3 工程实例工程实例选用文献[10]湖北省枣阳市大岗坡二级提灌站的引水渠一典型坡面降雨模拟试验为例，边坡埋设孔压和体积含水量监测设备，用于孔隙水压力和土体含水量监测，边坡尺寸、地下水位情况及监测剖面布置如图4所示.3.1 模型建立和初始条件依据现场边坡实际情况（如图4所示），边坡长28.7m，高11.0m，考虑3个监测剖面的位置以及地下水的影响，模型长度方向要包括3个监测剖面，深度方向要大于地下水位.因而边坡长度方向取49.7 m，边坡下方取10m深度.依据第1节裂隙影响层划分方法，由文献[10]中各深度土体含水量（如图5所示），判断裂隙影响层深度为1.5m.因此依据本文提出方法建立的边坡计算剖面及有限元网格如图6所示.由于文献[10]并未进行现场土体的土-水特征参数试验，本次模拟裂隙影响层所采用的土水特征曲线参照文献[11]对本段渠道边坡膨胀土的原状土试验数据.原始层的渗透系数相对于裂隙层要降低2～4个数量级，由于渗透能力极低，对模拟结果影响很小，本文假定其渗透系数为裂隙影响层的1/100.两亚层膨胀土的土-水特征曲线如图7、图8所示.初始条件下边坡两侧地下水位存在水位差，在两侧水头压差作用下，边坡内部渗流产生的孔隙水压力分布情况如图9所示.3.2 分析工况为了验证本文提出方法的合理性，按照现场的试验情况进行模拟工况设计，具体如下：（1）工况1：不考虑裂隙的影响，将整个边坡当做均一土质边坡，采用同一非饱和参数进行分析，降雨持时8天边坡孔隙水压力分布（如图10所示）；（2）工况2：按照本文提出方法考虑裂隙的影响.降雨持时8天，降雨强度为63mm/天，将0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，…，2，2.5，3，3.5，…，8天作为各时刻输出计算结果.降雨过程中当降雨强度小于土体入渗率时，按定流量边界条件处理；大于土体入渗率时，按定水头边界处理.取其中具有典型代表时间0.5、1.5、2、8天孔隙水压力分布，如图11～图14所示，选取图4中R2监测剖面0.6、1.2、1.4、1.6m深度的孔隙压力实测数据与模拟数据进行对比分析，如图15所示.3.3 模拟结果分析采用本文提出方法对实际工程的模拟，通过分析结果与现场实测结果对比分析，得出以下结论：（1）膨胀土边坡降雨分析时必须考虑裂隙的影响.当忽略坡体裂隙的影响时，通过对降雨过程中边坡内部孔隙水压力的模拟分析可以看出，由于不考虑裂隙时土体渗透系数很小，因而降雨过程对边坡的影响很小，孔隙水压力仅在边坡表层变化明显，边坡内部几乎不受影响，如图10所示.而实际状态中，监测剖面R2的孔隙水压力变化实测曲线如图15所示，随着降雨的进行，边坡不同深度孔隙水压力不断增大，忽略裂隙影响的模拟结果显然与边坡降雨过程的实际情况不符.因此在进行膨胀土边坡降雨入渗分析时必须考虑裂隙的影响作用.由于裂隙的存在，渗流影响范围要远远大于将膨胀土视为均一土质边坡时的情况.（2）降雨过程中，孔隙水压力并不是一直处于缓慢增长的过程，而是在降雨1.5天左右存在一个突变（如图15所示），然后孔隙压力趋于平稳阶段，分析其原因可能为裂隙影响层土体接近饱和状态时，由于下部土层近似于不透水层，造成孔隙水压力的激增，而后随着边坡内部水分的运移，孔隙压力到达一个相对平衡的状态.通过模拟分析与现场实测的边坡内部孔隙水压力对比表明，模拟得出的孔隙水压力在降雨过程中除R2-1.6处模拟得出的孔隙水压力与实测结果差别较大外，其余两者结果一致，说明提出的方法是合理的.分析出现差别的原因是此监测位置距离地下水较近，而数据模拟地下水的影响未必能与现场实际情况一致，因此模拟得到结果与实际存在一定的差异.（3）随着降雨的持续，雨水不断入渗，膨胀土边坡内部孔隙水压力的变化过程如图11～图14所示，深度上孔隙水压力的分布并不服从静水压力分布，而是在一定范围内以两亚层接触面成近似对称状态.分析任意时刻边坡内部两亚层接触面区域水流速度较大，见图15，说明提出方法能够反映由于上下两个亚层渗透系数相差太大，上层渗流在接触面处积聚形成滞水层渗流的现象.这在现场实测中也得到了验证.4 结语本文尝试提出一种将膨胀土边坡按裂隙影响深度进行分层，然后根据现场和室内试验结合的方法确定各亚层饱和-非饱和渗透特性，来反映边坡裂隙对降雨渗流影响的方法.通过应用有限元软件MIDAS/GTS的数值模拟与现场实测资料对比，结果表明提出方法能够反映裂隙膨胀土边坡降雨过程中内部孔隙水压力的分布状况以及在两亚层接触区域存在滞水现象等特点，说明提出方法是合理的.本文旨在探索对于裂隙膨胀土渗流研究的新方法，研究成果还可以为降雨入渗时裂隙膨胀土边坡的稳定性分析提供指导.由于现场实例以及数据有限，该方法还有待更多工程实践的检验.参考文献[1]平扬，刘明智，郑少河.降雨入渗条件下的膨胀土边坡稳定性分析[J].岩石力学与工程学报，2004，23（增1）：4 478-4 484.[2]陈守义.考虑入渗和蒸发影响的土坡稳定性分析方法[J].岩土力学，1997，18（2）：8-12.[3]李兆平，张弥.考虑降雨入渗影响的非饱和土边坡瞬态安全系数研究[J].土木工程学报，2001，34（5）：57-61.[4]包承纲.非饱和土的性状及膨胀土边坡稳定问题[J].岩土工程学报，2004，26（1）：1-15.[5]林鸿州，于玉贞，李广信，等.土水特征曲线在滑坡预测中的应用性探讨[J].岩石力学与工程学报，2009，28（12）：2 569-2 576.[6]刘洋，李飞，柴小庆，等.考虑降雨影响的膨胀土边坡稳定性分析简化法[J].煤田地质与勘探，2008，36（3）：42-44.[7]谢云，李刚，陈正汉，等.复杂条件下膨胀土边坡渗流和稳定性分析[J].后勤工程学院学报，2006（2）：6-11.[8]袁俊平.非饱和膨胀土的裂隙概化模型与边坡稳定研究[D].南京：河海大学，2003.[9]张华.非饱和渗流研究及其在工程中的应用 [D].武汉：中国科学院武汉岩土力学研究所，2002.[10]詹良通，吴宏伟，包承纲，等.降雨入渗条件下非饱和膨胀土边坡原位监测[J].岩土力学，2003，24（2）：151-158.[11]沈珠江，米占宽.膨胀土渠道边坡降雨入渗和变形耦合分析[J].水利水运工程学报，2004（3）：7-11.。
南阳盆地膨胀土大气影响深度的研究
南阳盆地西 、北为秦岭的东延余脉 —伏牛山 ,东有桐柏山 , 南临汉水 。北部山地主要分布有火成岩和部分沉积岩 ,西部山 地为碳酸盐类岩石 ,东部山地为变质岩 。盆地内唐河 、白河及其 众多支流形成了唐白河水系 。中更新世以来形成的冲洪积平原
受水流的切割形成了盆地周边垄岗与河谷相间分布的地貌景
观。
含水量Π %
24. 2 26. 5
物理指标 干密度Π 比重 孔隙比 (g·cm - 3)
1. 60 2. 72 0. 691 1. 53 2. 70 0. 756
液限Π 塑限Π
%
%
44. 1 21. 9
55. 4 31. 6
土名
棕黄色粘土 灰白色粘土
自由膨胀 率Π% 52 95
膨胀指标
最大膨胀 膨胀力Π缩限Π线缩率Π体缩率Π
膨胀土的强度受含水量的影响较大 。试验表明 :在大气影 响深度以下 ,天然状态下 (含水量约为 18 %) 中等膨胀性的膨胀
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
本文总结了不同季节静力触探锥尖阻力在大气影响深度范 围内的变化规律 ,并据此确定大气影响深度 ,尽管与含水量 、地 温变化幅度确定的大气影响深度值相近 ,但这一方法的规律性 还有待进一步总结 。
(编辑 :徐诗银)
(上接第 4 页) 工作 。由于这些单位的工作侧重点 、工作习惯 、技术水平存在差 异 ,使得其提交的成果无论是在质量上还是形式都存在一定的 差异 ,进而影响工程的总体勘察质量 。为此 ,国家计委 、水利部 在开展第一时期的初步设计阶段勘察工作时 ,就明确了长江水 利委员会是中线工程的技术牵头单位 ,并在管理上赋予了较高 的权利和责任 。据此 ,在初步设计阶段的勘察工作中 ,长江水利 委员会综合勘测局在质量策划 、中间检查 、成果验收等多个环 节 ,采取制定有关技术标准和管理办法 ,召开技术讨论会 、交流 会 、验收会 ,开展现场检查等方式介入其它勘察单位的工作中 , 较好地控制了勘察工作的质量 、深度和成果的质量 。
膨胀土胀缩变形与渗透性规律试验研究
膨胀土胀缩变形与渗透性规律试验研究胡瑾;阳小良【摘要】大气和地下水共同影响下,膨胀土路基或边坡工程在一定深度范围内将出现明显的干缩湿胀变形,其渗透性能也会出现显著变化,并进一步诱发膨胀土路基或边坡的失稳破坏.为系统研究竖向荷载和干湿循环作用下膨胀土胀缩变形与渗透性能变化规律,采用温控气压固结渗透仪分别进行不同荷载和干湿循环作用下的膨胀、收缩与渗透试验,研究膨胀土在不同荷载和干湿循环条件下的胀缩变形规律,确定膨胀土水渗透系数和气渗透系数变化规律.研究成果能够用于确定膨胀土容许胀缩变形量和容许竖向荷载,提出明确的膨胀土路基或边坡的最小防护深度和限制荷载,优化膨胀土路基和膨胀土边坡设计方案.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2018(049)019【总页数】5页(P82-86)【关键词】膨胀土;胀缩变形;干湿循环;渗透性;容许胀缩变形量【作者】胡瑾;阳小良【作者单位】中冶集团武汉勘察研究院有限公司,湖北武汉 430080;中冶集团武汉勘察研究院有限公司,湖北武汉 430080【正文语种】中文【中图分类】P642膨胀土在全球六大洲40多个国家分布广泛，且每年造成巨大的经济损失[1-4]。
我国膨胀土分布范围极广，从西南云贵高原到华北平原之间的平原、盆地、河谷阶地，以及河间地块和丘陵地区均有大量分布[5]。
大量工程实践表明，膨胀土地区工程构筑物普遍出现工程病害，其破坏过程与破坏形式存在自身特性，与膨胀土的胀缩特性和干湿循环息息相关。
膨胀土是一种特殊黏性土，具有多裂隙性、显著胀缩性和超固结性特点，其黏粒成分主要由蒙脱石和伊利石等亲水性黏土矿物组成。
膨胀土灾害主要是由其失水收缩、吸水膨胀引起。
天然状态下，膨胀土强度较高，一般不会产生破坏作用，但是其对周围气候和水分变化极其敏感。
国外学者的研究表明[6-9]，土体孔隙中水分含量的差异对膨胀土的胀缩变形量具有显著的影响。
周围环境发生变化时，膨胀土将产生吸水膨胀或者失水收缩变形，表现出明显的胀缩性[5]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
个典型的膨胀土工程问题 。制备 ６个相 同的南阳重塑膨胀土样 ， 在相 同的环境 下分别脱 湿 ９ ６ ， ７ ９ ， ６ ３ ， ４ ８ ， ３ ９ ， ３ ０ ｈ ， 通
过数码拍 照得 到不 同时刻试样表 面裂隙 图片， 通过分析得 到试 样表面裂 隙率 ； 为 了衡 量裂隙在 深部方 向的发 育情 况 ， 使用煤油进行渗透 实验 ， 得到煤 油入渗 系数与脱湿时间、 平均含水 率、 表 面裂 隙率的关 系曲线 ； 在 油渗 实验结束后进行 室内模拟 降雨入渗 实验 ， 得到裂 隙膨胀土入渗率的 变化规律。通过对 实验数据整理分析发现试样脱 湿时间、 试样平均 含水率 、 试样表 面裂 隙率 、 煤油入渗 系数、 降雨入 渗 实验径流开始 时间、 试样入渗率之 间有 良好的相互关 系， 降雨入渗 实验初期入 渗率较 大， 入渗率 随时间衰减很 快 ， 在１ ５ ｍｉ ｎ内降低 了两个数量级 ， 脱湿 时间越 长的样初期入渗 率越 高， 衰减 的也越 快； 入渗 率在较短 的时 间内就开始趋 于稳 定， 稳 定后 的入 渗率随试样表 面裂 隙率线性 增长 ， 增长到一个峰
Ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｍａ ｇ ｅ ｓ ａ ｔ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｔ ｉ ｍｅ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｃ ａ ｍｅ ｒ ａ 。ａ ｎ ｄ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｒａ ｆ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｗａ ｓ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｉ ｍａ ｇ ｅ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ． Ｔ ｏ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ 印 ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ， ｈｅ ｔ ｋ ｅ ｒ ｏ ｓ ｅ ｎ ｅ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｉ ｎ ｉ ｆ ｌ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ， ａ ｎ ｄ ｇ ｅ ｔ
Ｆ ｉ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅ ｓ ｏ ｉ ｌ ｓ ｅ ｅ ｐ ａ ｇ ｅ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｒ ａ ｉ ｎ ｆ ａ ｌ ｌ ｉ ｓ ａ ｔ ｙ ｐ ｉ ｃ ａ ｌ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ．Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ， ６ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｒ ｅ ｍｏ ｌ ｄ ｅ ｄ Ｎａ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅ ｓ ｏ ｉ ｌ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ｅ ｄ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｗｅ ｒ ｅ ｄ ｒ ｉ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ９ ６， ７ ９， ６ ３， ４ ８ ， ３ ９ ａ ｎ ｄ ３ ０ ｈ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍｅ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ， ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ．
值 后 迅 速 降低 。
关键词 ：膨胀土 ； 裂隙 ； 降ｐｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎｔ ａ ｌ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｃｒ ａ ｃ ｋ Ｅｘ ｔ ｅ ｎｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ Ｉ ｎ ｄｏ ｏ ｒ Ｒａ ｉ ｎｆ ａ ｌ ｌ Ｉ ｎｆ ｉｌ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｎａ ｎ ｙａ ｎ ｇ Ｅｘ ｐａ ｎｓ ｉ ｖ ｅ Ｓ ｏ ｉ ｌ
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｏ ｆ ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅ ｓ ｏ ｉ ｌ Ｏ Ｃ Ｃ Ｕ Ｒ Ｓ ｗｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｉ ｓ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ， ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｂ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｇ ｒ ｅ ａ ｔ ｈ ａ ｒ ｍ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ．
Ｗａ ｎｇ Ｗｅ ｉ ｗｅ ｉ ， Ｋｏ ｎ ｇ Ｌｉ ｎｇ ｗｅ ｉ ２ Ｚａ ｎｇ Ｍ ｅ ｎｇ ２ Ｚｈ ａ ｎｇ Ｃｈ ｕ ａ ｎｃ ｈｅ ｎｇ１
，
，
１ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ ａ ｎ ｄ Ａｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ， Ｗｕ ｈ ａ ｌ ｌ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ． Ｗｕ ｈ ａ ｎ． Ｈｕ ｂ ｅ ｉ ４ ３ ０ ０ ２ ３． Ｃ ｈｉ ｎ ａ ２ ． Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆＲｏ ｃ ｋ ａ ｎ ｄ Ｓ ｏ ｉ ｌ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ ， Ｃｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍｙ ｏ ｆＳ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ， Ｗｕ ｈ ａ ｎ， Ｈｕ ｂ ｅ ｉ ４ ３ ０ ０ ７１ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ
１武 汉轻 工大 学土 木工 程与 建筑学 院 ， 湖 北 武汉 ４ ３ ０ ０ ２ ３ ２ ． 中国科 学院 武汉岩 土力 学研 究所 ， 湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ ７ １
摘
要 ：膨胀 土在含 水量 降低 时发 生千缩开裂 ， 给 工程 带来 了极 大的危害 ， 其 中降雨条件 下裂隙膨胀土渗流 问题是一
Ｖ＿ ｏＩ ＿ ３ ７ Ｎｏ． ３ Ｊ ｕｎ． ２０１ ５
文 章 编 号 ：１ ６ ７ ４ — ５ ０ ８ ６ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ３ — ０ １ ７ ４ — １ １
中图分类号 ： Ｔ Ｅ ３ ４ ８
文 献标 志码 ：Ａ
南阳膨胀土裂隙扩展及室 内降雨入渗实验研究
汪为巍 ， 孔令伟ｚ ， 臧 潆ｚ ， 张传成・
西南石 油大学学报 （ 自然科 学 版）
２ ０ １ ５年 ６月 第 ３ ７ 卷 第３ 期
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ） 斜 撑虫崴 缸 Ｄ ＯＩ ：１ ０ ． １ １ ８ ８ ５ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４ — ５ ０ ８ ６ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ３ ． ０ ４ ． １ １