玉蒙线膨胀土路基填筑与现场测试

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1、西南交通大学硕士学位论文第1I页西南交通大学学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。西南交通大学硕士学位论文第1页第一章绪论1．1概述膨胀土是现代工程地质学中新开拓的一个特殊领域，也是土质学中新近发现对于工程建筑物具有特殊危害作用的一类特殊土。关于膨胀土的概念世界上一直没有一个统一的说

2、法。1969年，第二次国际膨胀土会议给出了膨胀土的正式定义：所谓膨胀土，就是一种由于它的矿物成分对于它的环境变化，特别是对于湿度状态的变化非常敏感的土，其反应是随着湿度的增加或减少而发生膨胀或收缩，并产生膨胀压力或收缩裂缝，影响膨胀性的主要成分是蒙脱石粘土矿物。本论文主要以昆明到河口铁路玉蒙段建水盆地膨胀土(岩)为研究对象。1．2研究现状早在三十年代，从粘土地基变形破坏和边坡失稳事故的分析中对膨胀土的特殊性就有了认识，遗憾的是这些问题并未引起研究者们的足够重视，直到六十年代才在有关文献中见到对这方面的论述。以往对膨胀土的

3、研究主要就组成膨胀土的物质成分及其工程性质、胀缩机理、裂隙的形态、分布及成因、变形、强度、边坡稳定和试验方法等方面进行了探讨。国内许多学者，如廖世文口1、刘特洪H’、李生林H1等对多年来膨胀土研究所取得的成果进行了系统的归纳总结。以下主要就膨胀土强度特性、膨胀土边坡稳定等几个方面国内研究现状与进展进行简要评述。在土坡破坏理论和抗剪强度取值方法研究方面，不同的学者在各自研究的基础上提出了不同的理论和选取强度的办法，加深了对膨胀土强度特性及破坏机理的认识。L．Bjrrum∞1提出了渐进性破坏理论，认为由于裂隙的存在和开挖边坡

4、所产生的应力释放，造成膨胀土强度的不均匀性和应力差异，当土中某一点的剪应力增加到等于该点土的抗剪强度时，则该点产生剪切破坏。A．W．Bishop口1和B．Jerrum"1提出了滞后破坏理论，认为膨胀土堑坡由于应力集中和吸水等原因会造成土质软化，因而使C’随时间而减小引起滞后破坏。朱梅生[3]提出了极限平衡一弹性理论，认为，膨胀土边坡的首次滑动是因为坡脚附近首先产生剪切区(塑性区)，该区由于应变软化而强度降低，从而导致坡体破坏。据此，他建议穿过剪切区的滑弧采用残余强度，剪切区以外的滑弧采用峰值强西南交通大学硕士学位论文第2

5、页度。另外在地表拉裂区范围内的强度取为零。潘君牧提出了气候作用层分带法，认为，边坡土体在气候引起的风化作用下，作用层的强度会随时间衰减，从而引起边坡的破坏。他根据边坡土体风化程度随深度的变化分为三层，1层为强风化层，土体破碎，能充分蒸发，并迅速吸水，干缩湿胀尤为明显，建议采用残余强度；2层为过渡层，采用峰值强度与残余强度之平均值；3层为未风化层，可视为保持原状土的性质，采用峰值强度。廖世文提出了胀缩效应法，认为，膨胀土边坡的变形演化实际上是土体在风化营力作用下，由于反复千缩湿胀效应，其抗剪强度逐渐衰减的过程，并建议采用模

6、拟边坡土体干缩湿效应的方法测试膨胀土的抗剪强度。廖济川提出了分期分带法，认为，确定膨胀土的抗剪强度考虑以下三个方面：①强度分带的界限。为使界限明确，按地下水位上下分别取强度值；②强度使用期限。按短期及长期稳定分别取不排水及排水强度值：③膨胀土的工程特性。对胀缩性考虑长期浸水或干湿效应，对超固结为渐进性破坏，对裂隙性为裂隙状态。刘祖德、李柏乔等建议了分段取值法。D．G．FredlundH3等人提出以两个独立的应力分量(0-Ua)和叫n一“wJ来表达非饱和土的强度，其成果己得到国际公认和局部采用，但由于目前的吸力测试技术仍较

7、繁难复杂，所以也未能在工程实践中大量应用。索洛昌，吉勃斯，ti．J．，廖济川，Li．T．D．，，柯尊敏等，毕露刘，B．H．，Katti，R．K．，包承刚Hq对胀缩性对膨胀土的抗剪强度的影响进行了研究。对膨胀土的抗剪强度问题，正由初期只考虑膨胀性而逐渐趋向考虑较符合工程实际的受荷条件及干湿效应下的抗剪强度。强度的降低值也由定性而渐趋定量。L．Bjrrum，Lee，廖济川，Tiedemann，Hvorslev，Heifeli，Skempton，A．W，KanJi，李妥德，张颖钧，赵泽三，Bozozck，VI．，Lo，KY，R

8、izkaila，V．，马骥，许年金，曹可之，，湛壮丽等对超固结性和裂隙性对膨胀土的抗剪强度的影响进行了研究。对超固结性膨胀土目前多集中在渐进性破坏的机理及残余强度的研究，但在工程实践中如何合理应用残余强度还没有得到很好解决。裂隙性对膨胀土的抗剪强度的影响主要表现在应力应变关系、试样大小和使土体软化方面。从现场发生的滑