高应力与低应力条件下膨胀土抗剪强度特性分析
膨胀土的工程特性胀缩性超固结裂隙.
1、膨胀土的定义膨胀土是在自然地质过程中形成的一种具有多裂隙和显著胀缩特性的特殊性粘土。
膨胀土是一种对于环境变化，特别是对于湿热变化非常敏感的土，其反映是发生膨胀和收缩，产生膨胀压力。
2、膨胀土的主要物理力学特征⑴粒度组成中，通常黏粒（d＜2μm ）含量不大于30%.⑵粘土矿物成分中，伊利石和蒙脱石等亲水性矿物占主导地位。
⑶土体湿度增高时，体积膨胀并形成膨胀压力；土体干燥失水时，体积收缩并形成收缩裂缝，反复的干缩湿胀，使土中的裂隙发育，不仅破坏土体的连续性和完整性，而且也形成了地表水浸入的通道，同时水的浸入又加速了土体的软化及裂隙生成。
（裂隙性）⑷膨胀、收缩变形可随环境变化往复发生，导致土的强度衰减。
（强度衰减性）⑸多数属于液限大于50%的高液限土。
⑹超固结性：膨胀土在沉积过程中，在重力作用下逐渐堆积，土体将随着堆积物的加厚而产生固结压密。
由于自然环境的变化和地质作用的复杂性，土在自然界的沉积作用并不一定都处于持续的堆积加载过程，而是常常因地质作用而发生卸载作用。
膨胀土在反复胀缩变形过程中，由于上部荷载（土层自重）和侧向约束作用，土体在膨胀压力作用下反复压密，土体表现出较强的超固结特性。
这种超固结与通常的剥蚀作用产生的超固结机理完全不同，是膨胀土由于含水率变化引起的膨胀压力变化产生的，是膨胀土特有的性质。
3、工程建设中的膨胀土问题⑴在天然状态下，膨胀土通常强度高，压缩性低，在地面以下一定深度取样时难以发现宏观裂纹。
但一旦在大气中暴露，含水率发生变化时，很快出现大大小小的裂纹，土体结构迅速崩解，透水性不断增加，强度迅速减小直至为零。
膨胀土边坡在极缓的情况下发生滑动。
“逢堑必滑，无堤不塌”。
“晴天一把刀，雨天一团糟”、“天晴张大嘴，雨后吐黄水”是膨胀土强度特性和胀缩性规律的高度写照。
⑵膨胀土素土作为堤坝回填土时，因其干密度与含水率关系非常密切，很难压实，压实质量难以控制。
若碾压质量不好，在运行过程中，填土含水率增加时土体极易产生膨胀变形，含水率降低也会在土体中产生干缩裂隙，使土体渗透性变化，外界水分极易进入。
膨胀土的工程性质
一、膨胀土及其工程性质膨胀土是颗粒高分散、成分以黏土矿物为主、对环境的湿热变化敏感的高塑性黏土。
它是一种吸水膨胀软化、失水收缩干裂的特殊土，工程界常称之为灾害性土。
它的主要特征是：⑴粒度组成中粘粒(＜2μm)含量大于30%；⑵黏土矿物成分中，伊利石-蒙脱石等强亲水性矿物占主导地位；⑶土体湿度增高时，体积膨胀并形成膨胀压力；土体干燥失水时，体积收缩并形成收缩裂缝；⑷膨胀、收缩变形可随环境变化往复发生，导致土的强度衰减；⑸属液限大于40%的高塑性土；⑹属超固结性黏土。
膨胀土在世界范围内分布极广，遍及六大洲。
我国是膨胀土分布最广的国家之一，先后有20多个省区发现有膨胀土。
近地表的浅层膨胀土不仅裂隙特别发育，而且对气候变化特别敏感，是一种典型的非均匀三相介质。
土质干湿效应明显，吸水时，土体膨胀、软化，强度下降；失水后土体收缩，随之产生裂隙。
膨胀土的这种胀缩特性，当含水量变化时就会充分显示出来。
反复的胀缩导致了膨胀土土体的松散，并在其中形成许多不规则的裂隙，从而为膨胀土表面的进一步风化创造了条件。
裂隙的存在破坏了土体的整体性，降低了土体的强度，同时为雨水的侵入和土中水分的蒸发开启了方便之门，于是，天气的变化进一步导致了土中含水量的波动和胀缩现象的反复发生，这进一步导致了裂隙的扩展和向土层深部发展，使该部分土体的强度大为降低，形成风化层。
这种风化层的最大深度大致在气候的影响深度范围内，一般在1.5－2.0 m，最大深度可达4.0 m。
膨胀土的应力历史和广义应力历史决定了膨胀土具有超固结性，沉积的膨胀土在历史上往往经受过上部土层侵蚀的作用形成超固结土。
膨胀土由于卸荷作用也能引起土体裂隙的发展，边坡的开挖，对土体产生了卸荷作用，这种卸荷对土中存在隐蔽微裂隙的膨胀土来说，必然会促进裂隙的张开和扩展，尤其是在边坡底部的剪应力集中区域裂隙面的扩展更为严重，这些区域往往是滑动开始发生的部位。
卸荷裂隙的扩展与膨胀土的超固结特性密切相关。
膨胀性泥岩特性及膨胀岩隧道工程特定和应对措施分析
膨胀性泥岩特性及膨胀岩隧道工程特定和应对措施分析发布时间：2022-01-20T03:21:33.022Z 来源：《防护工程》2021年30期作者：田松[导读] 根据近年来国内外学者围绕膨胀性泥岩工程地质特性取得的研究成果，对膨胀性泥岩及其工程应用多年来的研究进展做了系统性的总结，内容包括膨胀岩及膨胀性泥岩的概念和类型、膨胀岩的判别指标、试验研究、工程应用等几个大的方面，从而对膨胀岩的判别指标和试验研究及膨胀性泥岩的工程应用等问题多年来的研究进展做了重点阐述。
1.中国铁建大桥工程局集团有限公司天津 300300；2.中铁建大桥工程局集团第五工程有限公司四川成都 610500摘要：根据近年来国内外学者围绕膨胀性泥岩工程地质特性取得的研究成果，对膨胀性泥岩及其工程应用多年来的研究进展做了系统性的总结，内容包括膨胀岩及膨胀性泥岩的概念和类型、膨胀岩的判别指标、试验研究、工程应用等几个大的方面，从而对膨胀岩的判别指标和试验研究及膨胀性泥岩的工程应用等问题多年来的研究进展做了重点阐述。
研究总结得出：裂隙性是膨胀岩区别于一般岩体的显著特征之一；膨胀性判别指标的选用虽有所差异，但不尽相同；水环境对其膨胀性泥岩的影响显著，特别是在干湿循环条件下变形具有一定的不可逆性，且膨胀性与亲水性矿切相关；最后介绍了膨胀性泥岩隧道工程应用的相关研究进展。
关键词：膨胀岩，泥岩，隧道工程，研究进展Research progress of expansive mudstoneTian Song1.China Railway Construction Bridge Engineering Bureau Group Co. Ltd.,Tianjing 300300,P.R. China;2.China Railway Construction Bridge Engineering Bureau Group 5rd Engineering Co., Ltd., Sichuan Chengdu610500,P.R. ChinaAbstract: Based on the research results obtained by domestic and foreign scholars on the engineering geological characteristics of expansive mudstone in recent years, a systematic summary of the research progress of expansive mudstone and its engineering application over the years, including the concepts and types of expansive mudstone and expansive mudstone , The identification index of swelling rock, experimental research, engineering application and other major aspects, so as to the identification index of swelling rock, experimental research and engineering application of swelling mudstone and other issues over the years have been focused on the research progress. The study concluded that: fissure is one of the distinguishing characteristics of swelling rock from general rock mass; although the selection of swelling discrimination index is different, but not all the same; water environment has a significant impact on its swelling mudstone, especially The deformation is irreversible under the conditions of dry and wet cycles, and the expansibility is related to the hydrophilic ore cut. Finally, the relevant research progress of the application of expansive mudstone tunnel engineering is introduced.Key words: Expansive rock, mudstone, Tunnel engineering, Research progress.引言膨胀性岩土地层在我国有着较广的分布，已知膨胀岩土在我国至少有26个省、市、自治区有区域性均有分布，其中，中国西北地区最老的膨胀性泥岩地层为侏罗纪。
膨胀土高边坡勘察及设计分析
膨胀土高边坡勘察及设计分析摘要:针对隧道口高边坡工程而言，其破坏后的影响区域内有重要建筑物隧道。
本文将以该处边坡岩土工程特性、施工前期变形特征等工程地质条件为基础,对其设计和施工管理进行相关探讨，以期提供借鉴作用。
关键词:膨胀土；高边坡；勘察；设计；分析Investigation and Design Analysis of High Slope of Expansive SoilChen JinwenShaanxi Provincial Transport Planning Design and ResearchInstituteAbstract: For the project of high slope at tunnel portal, thereare important building tunnels in the affected area after destruction. Based on the engineering geological conditions such as thegeotechnical engineering characteristics of the slope and the deformation characteristics of the pre-construction period, the design and construction management of the slope are discussed in this paper.Key words: Expansive soil; high slope; survey; design; analysis1.引言本文以关中地区某公路隧道进口处高边坡勘察和试验测试资料等为依托，通过分析该地区膨胀土的基本工程特性与膨胀土边坡的破坏机理，提出适合设计和施工初期膨胀土边坡稳定性评价的有效方法，从而掌握和有效减少该类地层边坡病害。
膨胀土地区工程危害及地基处理方法分析
膨胀土地区工程危害及地基处理方法分析摘要:简要介绍了膨胀土的工程地质特性以及在岩土工程中常见的工程问题，结合目前的地基处理方法，分析了针对膨胀土地基的处理手段，在工程选择中提供参考。
关键词：膨胀土、工程问题、地基处理方法一、引言膨胀土主要是由蒙脱石与伊利石等主要矿物组成，具有较强的亲水性，同时往复变形特征明显，表现为吸水膨胀和失水收缩的特性，造成土体裂隙分布极不规律，在工程中如不加妥善处置，容易造成较大灾害，给我国的经济社会发展与城市建设造成较大损失。
在我国，膨胀土大面积分布，且分布范围极广，据统计，我国超过三分之二的省市有膨胀土分布，面积超过10万平方公里[1]，如图1所示，加上我国地形分布复杂，南北差异较大，因此对工程中地基处理手段要求极高，本文主要介绍了在膨胀土地区的常见岩土工程问题以及常见的针对膨胀土地区的地基处理手段，以供参考。
图1 我国膨胀土地区分布图[2]二、膨胀土的工程地质特性膨胀土具有特殊的工程性质，往往膨胀土地区呈现出的灾害现象都与此有密不可分的关系。
膨胀土工程特性主要是有胀缩性，裂隙性以及超固结性。
（1）胀缩性，当膨胀土中含水率发生变化时导致土体膨胀或收缩，使得结构松散，强度降低，是膨胀土工程病害的主要根源；（2）裂隙性，是指膨胀土由于反复胀缩变形产生的干缩裂隙或者原生裂隙，使土体结构完整性受到破坏，从而容易引发膨胀土边坡失稳；（3）超固结性，是指膨胀土比当前所受应力水平更高的荷载作用，反复胀缩变形使水平侧向应力远大于竖向的自重应力，进而表现出超固结特性，对于膨胀土地区尤其是边坡开挖过程中，卸荷作用明显。
三、膨胀土地区常见岩土工程问题3.1 在道路工程中存在的问题当采用膨胀土作为路基填料时，极易造成路面开裂、路堤沉降，翻浆等问题，对行车的舒适性以及安全性有很大影响，并且反复修缮造成一定的经济损失。
当采用膨胀土作为路基填料时，最主要的问题是膨胀土的往复变形特性与强度衰减，会对路基结构造成损伤，影响行车的安全。
膨胀土地基的危害-判别-勘察及设计处理方法分析
膨胀土地基的危害\判别\勘察及设计处理方法分析摘要：膨胀土是一种吸水膨胀、失水收缩开裂的特种黏性土，对地基及边坡等危害极大，在我国的分布范围很广，工程中常把膨胀土误认为非膨胀土，等于给工程建筑物埋下祸根，本文对膨胀土的危害、识别、勘察方法、处理方法提出一些心得。
关键词：膨胀土膨胀率膨胀土分类膨胀潜势胀缩等级改性1引言膨胀土是一种高塑性粘土，一般承载力较高，具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定，常使低层建筑物成群产生不均匀沉降、墙体开裂或破坏，使道路路基塌陷开裂变形破坏、使边坡失稳、形成滑坡等危害。
因土质坚硬而常常被误判为工程性质良好的非膨胀土地基，但是在开挖卸荷、浸泡、干裂等外界条件改变后，其强度将急剧衰减，误判等于给工程埋下祸根。
我国膨胀土分布广泛，如广西、云南、河南、湖北、四川、陕西、河北、安徽、江苏等地均有不同范围的分布。
2膨胀土特征2.1 膨胀土的矿物成分土中黏粒成分主要由亲水性矿物组成，同时具有吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的粘性土称为膨胀土。
成因类型和矿物组成复杂，亲水粘土矿物成分主要为蒙脱石、伊利石土和高岭土，其中蒙脱石含量对胀缩势能起主导和控制作用，是一种液性指数大于40%的高塑性土。
2.2 膨胀土的野外鉴别特征a．地貌特征：盆地和平原地区的膨胀土多以水相沉积为主，山区膨胀土有残坡积和冲洪积成因类型，土内常具有色杂、含有粗颗粒砂土或卵砾石成分，多分布在二级及二级以上的阶地和山前丘陵地区，呈垄岗-丘陵和浅而宽的沟谷，地形坡度平缓，一般坡度小于12度，无明显的自然陡坎，在流水冲刷下的水沟、水渠常易崩塌、滑动而淤塞。
b结构特征：自然条件下多呈坚硬-硬塑状态，结构致密，断口光滑，常包含钙质结核和铁锰结核，土内分布有裂隙，充填灰绿、灰白等色粘土。
干时坚硬，遇水软化。
C地表特征：常见浅层塑性滑坡、地裂、新开挖坑（槽）壁易发生坍塌，未经地基处理的建筑物成群破坏，低层较多层严重，刚性结构较柔性结构严重，建筑物裂缝随气候变化而张开或闭合。
膨胀土的基本特性
第2章膨胀土的基本特性2.1 主要工程特性2.1.1 胀缩性膨胀土吸水体积膨胀，使其上建筑物隆起，如膨胀受阻即产生膨胀力；失水体积收缩，造成土体开裂，并使其建筑物下沉。
膨胀土在缩陷与液限含水率的收缩量与膨胀土，称为极限胀缩潜势。
土中有效蒙脱石含量越多，胀缩潜势越大，膨胀力越大。
土的初始含水率越低，膨胀量与膨胀力越大。
影响膨胀土涨缩性的因素有矿物成分、颗粒组成、初始含水量、压实度及附加荷重等。
其中除了矿物成分和颗粒组成的内因因素影响外，初始含水量、压实度及附加荷重的外因因素影响也很大。
击实土的膨胀性远比原状土大，密实度越高，膨胀量与膨胀力越大，这是在膨胀土路基设计中特别值得注意的问题⑴。
2.1.2 崩解性膨胀土浸水后体积膨胀，在无侧限条件下发生吸水湿化。
不同类型的膨胀土其崩解性是不一样的，强膨胀土浸入水中后，几分钟内很快就完全崩解；弱膨胀土浸入水中后，则需经过较长时间才能逐步崩解，且有的崩解不完全。
此外，膨胀土的崩解特性还与试样的起始湿度有关，一般干燥土试样崩解迅速且较完全，潮湿土试样崩解缓慢且不完全。
2.1.3 多裂隙性膨胀土中的裂隙，可分垂直裂隙、水平裂隙与斜交裂隙三种类型。
这些裂隙将土体分割成具有一定几何形态的块体，如棱块状、短柱状等，破坏了土体的完整性。
裂隙面光滑有擦痕，且大多充填有灰白或灰绿色黏土薄膜、条状或斑块，其矿物成分主要为蒙脱石，有很强的亲水性，具有软化土体强度的显著特性。
膨胀土路基边坡的破坏，大多与土中裂隙有关，且滑动面的形成主要受裂隙软弱结构面所控制。
2.1.4 超固结性膨胀土大多具有超固结性，天然孔隙比较小，干密度较大，初始结构强度较高。
超固结膨胀土路基开挖后，将产生土体超固结应力释放，边坡与路基面出现卸载膨胀，并常在坡脚形成应力集中区和较大的塑性区，使边坡容易破坏。
2.1.5 强度衰减性膨胀土的抗剪强度为经典的变动强度，具有峰值强度极高、残余强度极低的特性。
由于膨胀土的超固结性，其初期强度极高，一般现场开挖都很困难。
膨胀土的特性
1.1 膨胀土的概念膨胀土是一种吸水膨胀、失水收缩开裂的特种黏性土。
其矿物成分以强亲水性矿物蒙脱石和伊利石为主。
在自然条件下，多呈硬塑或坚硬状态，裂隙较发育，常见光滑和擦痕，裂缝随气候变化张开和闭合，并具有反复胀缩的特性；多出露于二级及二级以上的阶地，山前丘陵和盆地边缘，地形坡度平缓，无明显自然陡坎。
1.2 膨胀土的分布膨胀土在我国分布范围较广，分布于我国广西、云南、四川、陕西、贵州、广东、江苏、黑龙江和湖南等20多个省(区)的180多个市、县，总面积在10万km2以上。
从地理位置来看，我国膨胀土主要集中分布在珠江、长江中下游、黄河中下游以及淮河、海河流域的广大平原、盆地、河谷阶段、河间地块以及平缓丘陵地带。
常呈地毯式大面积覆盖于地表或地表下浅层，与路基建设关系极为密切。
1.3 问题的提出膨胀土一直是困扰公路建设的重大工程问题。
膨胀土遇水膨胀、失水收缩的变形特性及其边坡浸水强度衰减特性在膨胀土地区的公路建设中起到极大的破坏作用，并且构成的破坏是不易修复的。
近年来，我国岩土工程界在膨胀土微观结构特征及其工程性质的研究中取得了丰硕的成果，对膨胀土产生工程病害的原因给予科学的解释，并提出许多切实可行的处理办法。
随着我国高速公路建设的发展，许多公路路线不可避免会通过膨胀土地区。
因此，解决膨胀土地区路基失稳破坏等现象成为了一个刻不容缓的问题。
1.4 膨胀土国内外研究现状国外对膨胀土的研究开始于上世纪三十年代，研究开展的时间较长。
上世纪四五十年代，随着一些新兴国家的发展，工程建筑事业的突飞猛进，随之而来的膨胀土对结构物的损坏现象普遍增多，于是人们开始对膨胀土所造成的工程破坏现象进行初步分析，然后加以处理。
之后人们开始对膨胀土的特性规律，病害原因、工程措施等作系统的理论与实践研究。
六十年代以来，膨胀土研究受到生产实践的广泛重视而迅速发展，而且从一个国家或地区的研究逐渐发展成为世界性的共同课题。
目前已召开过七次国际膨胀土研究和工程会议(第一届，1965年美国得克萨斯；第二届，1969年美国得克萨斯；第三届，1973年以色列海法；第四届，1980年美国科罗拉多；第五届，1984年澳大利亚；第六届，1987年印度新德里；第七届，1992年美国得克萨斯)，许多国家都制定了膨胀土地区建筑的规范和文件，使工程界对膨胀土有了深刻的认识，对膨胀土的概念和分析方法，膨胀土野外现场研究和环境影响，膨胀土地基处理以及膨胀土上基础的专门设计和施工方法等问题，进行了深入地研究。
不同应力路径下膨胀土强度变形特性的试验研究
Ｅｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｔ ｄ ｎ Ｓ ｒ ｎ ｔ ｎ ｆ ｒ ｎ ａ ａ ｔｒｓｉｓｏ ｐｒ ｍｅ ｔ ｌＳ ｕ ｙ ｏ ｔｅ ｇｈ ａ ｄ Ｄｅｏ ｍｉ ｇ Ｃｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ｆ ｃ
２ 试验 成果整理 与分析
２ １ 等 向 固结三轴 压缩试 验成 果整 理与分 析 ．
试验研究 中三轴压 缩试 验的应力 路径类型为 ： 动压缩 被 类 型的 ３ 不变 ， 增加 的增 Ｐ三轴试验 ； 增加 ，３ ｌ ｌ 减小 的 等 Ｐ三轴压 缩试验 及主动 压缩类 型的 。 不变 ， 减小 的减 ，
０ 前
言
表 １ 膨 胀 土 的物 理 性 试 验 成 果
土 的性质除 了与当前的应力状态 及应力历史有关 ， 还受
加荷方式 、 加荷 速率 、 加荷次数 的影 响， 近些 年来 ， 研究 者们 开展 了不 同应力路 径下土的力学特性试验研究 ＿ Ｊ对于具 】 ， 有相 同初始应力状态的土体 ， 经历不 同应力路径会 有不 同的 强度与变形特性。 目前工程 计算 中所采 用的计算 参数 一般 都是基于等向固结轴向加荷试验 ， 这与实际工程情 况是不一
．
２ ０ ０
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．—
—
不 同应 力 路 径 下膨 胀 土 强度 变 形 特 性 的试 验 研 究
膨胀土原位剪切模量–剪应变衰减曲线与特征分析
中间部分差异较大，参考剪应变越小，剪切模量衰减越快，说明合理选取参考曲线和小应变剪切模量是推求原位
G- 衰减曲线的关键。该研究可为类似场地地震分析和沉降分析提供理论基础和技术支持。
关键词：土力学；膨胀土；地震扁铲试验；共振柱；G- 衰减曲线
中图分类号：TU 41
文献标识码：A
文章编号：1000–6915(2017)04–1032–08
本文依托内乡邓州高速公路工程背景选取南阳典型膨胀土地层进行原位地震扁铲侧胀试验同时进行南阳原状膨胀土不同应力状态和应力历史的共振柱试验通过共振柱试验获取的室内g?衰减曲线和sdmt获得的参数来推求膨胀土原位g?衰减曲线以期还原膨胀土原位力学性状并分析扰动对土体g?衰减曲线的影响为类似场地沉降分析和地震分析等提供理论依据
摘要：为了评价原位应力状态膨胀土在小应变作用下的刚度衰减特性，综合原位地震扁铲侧胀和室内共振柱试验，
分析应力历史、应力状态和试样扰动对膨胀土剪切模量衰减规律的影响。结果表明，应力状态和应力历史对膨胀
土剪切模量影响较大，相同应力历史下，剪切模量随围压增加而增大，随着应变的发展，衰减较快；相同应力状
态下，经历加载–卸载过程的剪切模量–剪应变(G- )衰减曲线位于仅经历加载过程的曲线上方，但经历加载–卸
自膨胀土地区某基坑支护措施的探讨
自膨胀土地区某基坑支护措施的探讨1概述膨胀土是一种含一定数量亲水矿物（蒙脱石、伊利石、高岭石等）且有特定结构的非饱和性粘土。
膨胀土同时具有显著地吸水膨胀和失水收缩两种变形特征。
蒙自地区膨胀土与其它地区相比，具有高含水率、高孔隙比、低密度、高塑性、强收缩等不良工程性质。
其膨胀性不均匀，自由膨胀率一般30%～60%，最高达130%，属于中、强膨胀土。
不同地区的膨胀土在湿度、密度、物质组成、物化性质、结构特征上明显不同，因此它们在强度和变形特性上有本质区别[1]。
蒙自地区全年蒸发量远大于全年降雨量，气候较为干燥，大气影响深度为5.4m，受大气影响程度较一般地区更为强烈。
蒙自膨胀土为残积类裂隙化膨胀土2，且该地区地基湿度年变化幅度可达8%～15%，胀缩年变化幅度超过180mm。
2自然条件下膨胀土边坡失稳机理膨胀土的失稳是由于自身在含水量变化时引起其抗剪强度的降低，从而导致膨胀土边坡的失稳。
气候的季节性循环变化是膨胀土边坡失稳的主要诱发条件。
干旱季节中，由于水分蒸发土的含水量降低使土体收缩，土体的原始结构遭到破坏，土体中微孔隙发展为裂隙；另一方面，原本的裂隙连通，形成滑裂面，破坏了土体的完整性和均匀性，土粒间的粘结力减小，引起土体抗剪强度降低。
雨季时，当降水或地表径流沿裂隙渗入土体时，一方面由于膨胀土中亲水矿物的吸水导致产生膨胀；另一方面，当水充满较宽的裂隙时，可产生静水压力和动水压力，将裂缝撑开，抗剪强度加速衰减。
在侧向约束条件下，非饱和膨胀土吸水后的膨胀趋势以膨胀力的方式表现出来，此时容易发生边坡失稳。
随着旱季和雨季的交替循环，膨胀土产生反复胀缩，残余变形随循环次数的增加不断累积，在坡脚附近形成剪应力集中区，最终边坡发生渐进累积破坏。
3膨胀土基坑常见支护形式3.1水泥土深层搅拌桩+帷幕结构对于场地内地下水位较高的基坑开挖，为防止基坑强行降水对附近道路、建筑物、管网的影响，保证地下室施工的顺利进行，宜在基坑开挖前做好防渗帷幕。
膨胀土的强度特性
膨胀土的强度特性土的强度是土的重要力学性质之一。
非饱和膨胀土的强度较一般黏土要更为复杂，其强度是膨胀土体抵抗剪切破坏能力的表征，也是计算路堑、渠坡、路堤、土坝等斜坡稳定性，以及支挡建筑物的土压力的重要参数。
大量膨胀土边坡和地基的失稳导致各种工程建筑物的严重破坏，所以研究膨胀土抗剪强度极其重要。
一、强度理论非饱和土的强度不仅与土的结构、应力路径、密度有关，还与土的含水率或土的饱和度有关。
非饱和土强度理论是以Mohr-Coulumb准则为基础，一类是Bishop公式，即式中τf——剪切破裂面上的剪应力，即土的抗剪强度；σ——破坏面上的法向应力；c′和φ′——有效凝聚力和有效内摩擦角；ua——孔隙气压力；uw——孔隙水压力；χ——与饱和度有关的经验常数。
另一类是Fredlund的双变量公式式中φb——强度随吸力变化的内摩擦角。
us ＝ua－uw是吸力。
这一强度公式已得到广泛的认可。
然而，φb并不是一个常数，它随吸力变化。
因此，吸力作为一个状态变量是不合适的。
沈珠江建议用折减吸力或等效吸力τus作为强度公式中的第二状态变量，即式中 d——常数，其值由试验确定。
针对等效吸力τus ，已提出了不少计算式。
采用τus后，式（3-8）可写成总凝聚力可写成二、改进三轴试验三轴试验常被用来研究土的强度和变形性质。
常规三轴试验成功地研究了饱和土的强度和变形性质。
对膨胀土等非饱和土，需测定吸力，必须采用特殊的三轴仪来研究吸力对非饱和土的强度和变形的影响。
徐永福采用改装可测吸力的三轴仪，研究了宁夏膨胀土的变形性质和强度特性。
1.试验方法（1）试验装置。
改进后的三轴仪如图3-21所示。
主要由三部分组成：①加压系统，由内、外压力室组成，用来施加围压和反压；②测量系统，由传感器和微机组成，其中孔隙水压的测量是在三轴仪底座上安装高进气值的陶土板（进气值为1250kPa，直径为15mm，厚度为5.5mm），液压传感器通过陶土板传递土样的孔隙水压；③反压控制系统。
膨胀土的抗剪强度真的很差吗？
膨胀土的抗剪强度真的很差吗？膨胀土抗剪强度既有一般粘性的共性，又有其独特的性质，表现为典型的“时效性强度”和峰值强度相对很高和残余强度相对很低的特征。
工程实践中发现，膨胀土往往在大气影响层范围内，由于风化、干湿胀缩等外营力作用下造成土体结构恶化，导致土体强度大幅衰减外，在一定深度的大气影响层外的膨胀土往往由于具有超固结性而表现出很高的强度，表现出很高的峰值强度，导致坡体开挖困难等现象的发生。
但在工程开挖扰动造成深层膨胀土暴露于大气时，新挖出的土体往往在极短的时间内出现裂隙，尤其是经历降雨等影响后的干湿循环后，极易出现坡体的变形，甚至边坡坡率放缓至1:5、1:10也不能确保边坡的稳定。
这种现象反映了膨胀土原生结构土体的高强度特征和土体在工程扰动与大气影响后的土体强度深幅衰减特征。
膨胀土系由强亲水性的矿物组成，土体表现为多裂隙性和超固结的特性。
多裂隙性造成膨胀土水敏性增强。
其中原生裂隙多为闭合显观微裂隙，而次生裂隙多在坡体开挖后的风化作用下，在原生裂隙的基础上由胀缩、卸荷等作用下发育而成，且多呈张开宏观的特征，导致土体抗剪强度显著降低。
超固结性造成膨胀土水敏性减弱，并导致多数膨胀土具有很高的原始结构强度和较小的孔隙比。
但坡体开挖后超固结膨胀土极易产生卸荷膨胀，导致固体颗粒之间的距离加大，从而有利于水份的介入而导致土体抗剪强度大幅衰减。
膨胀土抗剪强度具有典型的随含水量升高而强度降低的特点。
即天然状态下土体强度很高，而随着后期由于开挖扰动和风化等作用影响下，土体膨胀、含水量增加导致抗剪强度快速衰减,并表现出粘聚力趋近于零和内摩擦角趋近于极低稳定值——残余强度的特性。
其中蒙脱石含量较高的强膨胀土强度衰减明显高于伊利石和高岭土含量较高的中膨胀土和弱膨胀土。
从大量工程与试验结果来看，膨胀土的峰值强度与残余强度的比值往往是悬殊的，往往可达到十倍，甚至更高的比值。
影响膨胀土抗剪强度的因素是多种多样的，但主要表现为如下四种因素：1、膨胀土中的粘土矿物成分：不同矿物成份构成的膨胀土往往具有不同的亲水性、可塑性和胀缩性，也就显著的影响了膨胀土的抗剪强度。
低应力条件下的岩土工程问题
低应力条件下的岩土工程问题杨玉生;刘启旺;温彦锋;刘小生;杨正权【期刊名称】《中国水利水电科学研究院学报》【年(卷),期】2015(013)001【摘要】结合实际工程建设需求,对工程建设和开发中涉及低应力条件的岩土工程问题进行系统的总结和分析,包括未来月球资源开发,土工构筑物浅层土体的变形和稳定,地基地震液化,室内和原位试验的判释和应用等.国内外目前的研究多关注土石料在中、高应力条件下的工程性质,对低应力条件下土石料工程性质研究很少且研究结论有相悖之处.在应用中低应力区的土石料计算参数取值通常与中、高应力条件下获得的强度和变形参数一致,而土石料的强度和变形性质对应力条件有很强的依赖性,不同应力条件下土石料的强度和变形特性可能差异较大,这种计算参数取值方法的适用性存在疑虑.建议对低应力条件下土石料静、动力工程性质开展系统的试验研究,在此基础上,研究能够反映低应力条件下土石料工程特点的本构模型,为土工结构低应力区土石料参数设计标准的选择及土工结构数值分析中低应力区材料参数取值提供科学依据.【总页数】6页(P9-13,33)【作者】杨玉生;刘启旺;温彦锋;刘小生;杨正权【作者单位】中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京100048;中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京100048;中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京100048;中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京100048;中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京100048【正文语种】中文【中图分类】TU375.4【相关文献】1.高应力与低应力条件下膨胀土抗剪强度特性分析 [J], 刘一强2.面板坝垫层料低应力条件下的应力应变及强度特性的试验研究 [J], 刘开明;刘昌贵3.黏土在低应力条件下张拉-剪切耦合强度研究 [J], 肖红菊;孙玉永;沈新昊4.低应力条件下的岩土工程及防灾减灾问题 [J], 黄超5.低风速涌浪条件下浪致应力的研究 [J], 潘伟;邹仲水;宋金宝;黄健因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
膨胀土承载力修正
膨胀土承载力修正一、湿度影响膨胀土的承载力受湿度影响较大。
在干燥状态下，膨胀土的承载力较高；而在湿润状态下，膨胀土的承载力会显著降低。
因此，在评估膨胀土的承载力时，需要考虑土体的湿度状态，并根据实际情况进行修正。
二、应力历史膨胀土的应力历史对其承载力也有一定影响。
在长期荷载作用下，膨胀土会产生一定的应变和应力，这些应变和应力会影响土体的承载能力。
因此，在评估膨胀土的承载力时，需要考虑其应力历史，并进行相应的修正。
三、加载速率加载速率对膨胀土的承载力也有影响。
在快速加载条件下，膨胀土的承载力可能会降低；而在缓慢加载条件下，膨胀土的承载力可能会提高。
因此，在评估膨胀土的承载力时，需要根据加载速率进行修正。
四、抗剪强度抗剪强度是膨胀土的重要力学性质之一，也是评估其承载力的关键因素。
在实际工程中，需要根据膨胀土的抗剪强度进行承载力的修正。
五、时间效应时间效应是指膨胀土在长期荷载作用下的性能变化。
随着时间的推移，膨胀土的承载力可能会发生变化。
因此，在评估膨胀土的承载力时，需要考虑时间效应的影响，并进行相应的修正。
六、强度衰减膨胀土的承载力会随着时间的推移而逐渐衰减。
这主要是由于土体中的水分蒸发、应力松弛等原因所致。
因此，在评估膨胀土的承载力时，需要考虑强度衰减的影响，并进行相应的修正。
七、温度影响温度对膨胀土的承载力也有影响。
高温可能导致土体软化，降低其承载力；而低温则可能导致土体硬化，提高其承载力。
因此，在评估膨胀土的承载力时，需要考虑温度的影响，并进行相应的修正。
八、干湿循环干湿循环是指膨胀土在干燥和湿润状态之间反复变化的过程。
这种循环会导致土体结构的破坏和重塑，从而影响其承载能力。
因此，在评估膨胀土的承载力时，需要考虑干湿循环的影响，并进行相应的修正。
总结：膨胀土承载力的修正需要考虑多个因素，包括湿度、应力历史、加载速率、抗剪强度、时间效应、强度衰减、温度和干湿循环等。
这些因素相互作用，共同影响膨胀土的承载能力。
2019最新注册岩土工程师基础考试真题及答案
2019最新注册岩⼟⼯程师基础考试真题及答案2019最新注册岩⼟⼯程师基础考试真题及答案1、导线测量的外业⼯作在侧勘选点⼯作完成后，然后需要进⾏下列何项⼯作？DA⽔平⾓测量和竖直⾓测量 B⽅位⾓测量和距离测量C⾼度测量和边长测量 D⽔平⾓测量和边长测量2、建筑场地⾼程测量，为了便于建（构）筑物的内部测设，在建（构）筑物内设±０点，⼀般情况建（构）筑物的室内地坪⾼程作为±0，因此各个建（构）筑物的±０应该是（D）A同⼀⾼程 B根据地形确定⾼程 C根据施⼯⽅便确定⾼程D不是同⼀⾼程3、有关我国招投标⼀般规定，下列理解错误的是 DA采⽤书⾯合同 B禁⽌⾏贿受贿 C承包商必须有相应的资格D可肢解分包4、混凝⼟的⼲燥收缩和徐变的规律相似，⽽且最终变形量也相互接近。
原因是两者具有相同的微观机理，均为 DA⽑细孔排⽔ B过渡区的变形 C⾻料的吸⽔ D凝胶孔⽔分的移动5、描述混凝⼟⽤砂的粗细程度的指标是： AA细度模数 B级配曲线 C最⼤粒径 D最⼩粒径6、下列⼏种矿物粉料中，适合做沥青的矿物填充料的是： DA⽯灰⽯粉 B⽯英砂粉 C花岗岩粉 D滑⽯粉7、衡量钢材的塑性⾼低的技术指标为： CA屈服强度 B抗拉强度 C断后伸长率 D冲击韧性8、⽔准测量实际⼯作时，计算出每个测站的⾼差后，需要进⾏计算检核，如果∑h=∑ａ-∑ｂ算式成⽴则说明： AA各测站⾼差计算正确 B前、后视读数正确 C⾼程计算正确 D ⽔准测量成果合格9、经纬仪有四条主要轴线，如果视准轴不垂直于横轴，此时望远镜绕横轴旋转时，则视准轴的轨迹是： AA⼀个圆锥⾯ B⼀个倾斜⾯ C⼀个竖直⾯ D⼀个不规则的曲⾯10、设在三⾓形A、B、C中，直接观测了∠A和∠B。
mA=±4″、mB=±5″，由∠A、∠B计算∠C，则∠C的中误差mC：BA±9″B±6.4″C±3″D±4.5″11、材料孔隙率降低，则其（B）A密度增⼤⽽强度提⾼ B表观密度增⼤⽽强度提⾼C密度减⼩⽽强度降低 D表观密度减⼩⽽强度降低12、密度为 2.6g/m3的岩⽯具有10%的孔隙率，其表观密度为 AA2340kg/m3 B2860kg/m3 C2600kg/m3 D2364kg/m313、⽔泥中不同矿物的⽔化速率有较⼤差别。
- 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)。
２ ． ０ ｍ， 呈 黄 土 色 。通 过 室 内试 验 得 到 基 本 物 理
指标 与含 水率 、 干 密度及 饱 和度 的关 系 ， 同时认 为 任
何 状态 的膨 胀 土 的强度 皆可 表示 为饱 和状 态 的强度
指标： 容重为 ２ ． ０ ６ ３ ｇ ／ ｃ ｍ。 ； 液限为 ４ ９ ． ７ ； 塑性 指 数为 ２ ８ ； 最 佳含 水率 为 １ ７ ． ４ ； 最 大 干 密度 为 １ ． ８ ６
隙面上 的破 坏应 力 。上述 研究 基本 考 虑 的是在 高应
力 条件 下 的土 体 强 度 特性 。对 于 膨胀 土滑 坡 现 象 ，
ห้องสมุดไป่ตู้
很 多专 家学 者做 过 一些 调查 ： 文献 ［ ７ ］ 通过 对几 条 国
内穿越 膨胀 土 地 区铁 路 的调 查 ， 认 为 膨 胀 土 边 坡 滑
ｇ ／ ｃ ｍ。 ； 颗 粒组 成 中 ， 粒径 ＞ ０ ． ０ ７ ５ ｍｍ 的 占 ０ ． ４ ％， 粒径 为 ０ ． ０ ７ ５ ～０ ． ０ ０ ５ ｍｍ 的 占 ５ ２ ． ０ ２ ， 粒 径 ＜
和 吸力 引起 的 ； 文献 ［ ２ ］ 通 过 直剪试 验 和三 轴试 验研
究 了膨 胀 土 的强度 影 响因 素 ， 得 出含 水率 、 密度 及裂
隙是影 响膨 胀 土强 度 的 ３个 因素 ； 文献 Ｅ ３ ３ 探讨 了干 湿 循环 效应 对膨 胀 土 强 度 的 影 响 ， 认 为 膨 胀 土 经过 第 一个 干 湿循 环后 土体 强度 衰减 最 大 ； 文 献［ ４ ］ 、 ［ ５ ］ 研 究 了吸 力变 化对 非饱 和膨 胀 土抗 剪强度 特性 的影 响； 文献 Ｅ ６ ｝ 首 次 将 计 算 机 ｘ 射 线 断 层 扫 描 技 术 引 入 裂 隙面强 度 ， 通过 对裂 隙 面产状 的测量 ， 分析 了裂
由于膨胀 土 经过 ５ ～６次 循 环 后 裂 隙 发育 基 本 趋 于稳 定 ， 抗 剪强 度变 化也 逐 渐减 小 ， 试 验将 试 件 ４
坡 深度 一 般集 中在 １ ～６ ｍ； 文献ｔ ｓ ］ 通 过 对 广 西南
友 路修 筑 期 间宁 明膨 胀 土 路 段 破 坏 的 ２ ３个 路 堑边 坡 进行 统 计调 查 ， 发 现边 坡 滑 塌 的厚 度 小 于 ５ ｍ 的
摘要 ： 研 究表 明 膨胀 土 边 坡 的 滑 塌 具 有 浅 层 性 ， 破 坏 时 土 体 受 到 的 法 向压 力基 本 小 于 ５ ０ ｋ Ｐ ａ 。
文 中基 于 此 对 干 湿 循 环 作 用后 饱 和 膨 胀 土 高应 力 和 低 应 力 条 件 下 的 抗 剪 强度 进 行 试 验 研 究 。 结
拟合结果 ， 不利于边坡稳定性分析 ； 粘 聚 力 随 循 环 次 数 变化 呈 良好 的 指 数 函 数 关 系 ， 得 到 的 经 验 公 式 可 用 来预 测 膨 胀 土 的抗 剪 强 度 和 膨 胀 土 边 坡 干 湿 循 环 作 用后 的 最终 抗 剪 强度 稳 定值 。
关 键 词 ：公路 ； 膨 胀 土 ；抗 剪 强度 ；高应 力 ； 低 应力 中图分类号 ： Ｕ４ １ ６ ． １ 文献标志码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ １ —２ ６ ６ ８ （ ２ ０ １ ５ ） ０ １ —０ １ ０ ９ —０ ３
０ ． ０ ０ ５ ｍｍ 的 占 ４ ７ ． ８ ８ ； 自由膨 胀 率 为 ８ Ｏ 。根 据膨 胀 潜势 的规 范标 准 ， 其 属 于中膨胀 性 。
１ ． ２ 试 验 过 程
从 工地 现场 取膨 胀 土样 １ ５ ｋ ｇ ， 经 风干 、 捣 碎 后
过 ２ ｍｍ 筛 。根 据 路 基膨 胀 土 的填 筑 要求 ， 选 定膨
公 路 与 汽 运
总第 １ ６ ６期
Ｈｉ ｇ ｈ ｗａ ｙ ｓ ＆ Ａｕ ｔ ｏ ｍｏ ｔ ｉ ｖ ｅ Ａｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
１ ０ ９
高应 力 与低 应 力 条件 下膨 胀 土 抗 剪 强 度 特性 分 析
刘 一 强
（ 天 津 华 北 工 程 勘 察 设 计 有 限公 司 ， 天 津 ３ ０ ０ １ ８ １ ）
胀 土最佳 含水 率 １ ７ ． ４ ９ ／ ６ 为压 实 控制 含 水率 ， 并 密 封 闷料 ２ ４ ｈ以上 ， 确保 初 始含水 率 均匀 。采 用 静压 法
制作 压 实度 为 ９ ０ ９ ／ ６ 、 高为 ２ ． ０ ｃ ｍ、 直径为 ６ ． １ ８ ｃ ｍ 的环 刀试 件 。
膨 胀土 是一 种 富含 强 亲 水性 矿 物 ， 对 大气 非 常 敏感 的特殊 高液 限 土 。在 大气 营力 的作 用 下 ， 膨 胀
不相 符 。为此 ， 该 文 对 高应 力 和 低 应力 条 件 下 的膨 胀土 进行 饱和 强度 对 比试 验 。
土 内部 逐渐 形成 大 量 裂 隙 ， 直 接 破 坏 土 体 结 构 的完 整性， 导致 强度 降低 ， 对膨 胀 土边坡 稳 定性 产生 重要
影响， 边 坡 滑塌 等 工 程 事 故也 因此 频 频 发 生 。关 于 膨 胀 土 的强度 特性 分析 ， 国 内已作 了大量 研究 ， 也得
１ 抗 剪 强度 试 验 方 案
１ ． １ 试 验 用 土
试 验用 土取 自广西 百 色 地 区 ， 取土深度为 １ ． ０
～
到 了非 常 重要 的结 论 ： 文献［ １ ］ 研 究 了膨胀 土 的强度
果表明 ， 干 湿 循 环 作 用 下 膨 胀 土 的 剪 应 力 值 随 干 湿循 环 次数 的 增 加 呈 衰减 趋 势 ； 高应 力 段 粘 聚 力
大于低应力段 ， 而 高 应 力段 的 内摩 擦 角 小 于低 应 力段 ， 高 应 力段 得 到 的 数 据 结 果 势 必 偏 离 实 际 的