改良膨胀土的胀缩裂隙特征及其对抗剪强度的影响

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1、学校代码10530学号201230131816分类号TU443密级公开硕士学位论文改良膨胀土的胀缩裂隙特征及其对抗剪强度的影响学位申请人刘清清指导教师陈铖副教授学院名称土木工程与力学学院学科专业结构工程研究方向岩土工程二〇一五年四月二十日StudyoftheSwell-ShrinkFissuresofImprovedExpansiveSoilandtheEffectofShearStrengthCandidateLIUQing-qingSupervisorAssociateProfessorChenChengCollegeC

2、ollegeofCivilEngineeringandMechanicsProgramGeotechnicalEngineeringSpecializationStructuralEngineeringDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateApril,2015II湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标法引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或

3、撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中！＾明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。、作者签名；；曰期：年月曰冻珠．／、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可＾＾将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫揺等复制手段保存和汇编本学位论文。渡密论文按学校规定处理。—；曰期）

4、＾月作者签名：立！讀；扛（年／曰１导师签名；曰期；年月曰￥如（Ｊ湘潭大学硕士学位论文摘要由于膨胀土是由强亲水性的蒙脱石和伊利石组成，使其具有明显的吸水膨胀和失水收缩的现象。这种现象在自然界中主要是由于气候的变化产生的，炎热的气候导致膨胀土的失水，土体开始收缩，降雨过程的发生，土体因遇水发生膨胀。在这两种气候的交替作用下，最终使得土体裂隙的萌生扩展。正是由于膨胀土裂隙的产生，引发了地基基础破坏，路基或大坝边坡的垮塌以及结构的破坏等。基于此，本文主要借助MATLAB软件，通过室内模拟试验开展了不同压实度、不同掺量的石

5、灰和风化砂及不同加筋位置膨胀土的裂隙发育特征的定量化研究，并结合室内直剪强度试验，研究了不同掺量的石灰和风化砂改良膨胀土的裂隙特征、强度特征以及裂隙和强度之间的函数关系。研究结果表明：（1）第一次干湿循环后，改良膨胀土的开裂形成对膨胀土裂隙发育有重要的影响：随着改良力度的增加，裂隙发育程度减弱，裂隙表现更为细小、简单、宽度更窄。（2）提高压实度、加入筋体材料、掺风化砂、掺石灰都能有效地抑制膨胀土土样的裂隙的发育程度。通过对比发现，压实度越大、加筋材料越靠近表面、掺风化砂比例越大和掺石灰剂量越大，膨胀土的裂隙发育程度和复杂程度

6、越小。（3）不同改良膨胀土裂隙发育程度不尽相同，这主要是因为每种改良的机理不一样，改良的效果作用时间不一样。单从裂隙率的角度来看，掺石灰对于改良膨胀土的裂隙发育效果最佳，加筋材料次之，掺砂较差，直接提高压实度效果最差。（4）裂隙率随着循环次数的增加呈线性增长，而改良膨胀土的粘聚力和内摩擦角随着循环次数的增加分别呈对数和幂函数衰减，衰减趋势逐渐减小。随着石灰掺量的增加，石灰改良膨胀土的粘聚力逐渐增加，但增加过程的趋势有所减缓，内摩擦角随掺量的增加逐渐增大，但是增大的趋势较小。随着风化砂掺量的增加，掺砂膨胀土粘聚力先增大后减小，

7、而内摩擦角却表现为线性增加。（5）裂隙率和粘聚力之间具有较好的指数函数关系，而改良土的内摩擦角和裂隙率之间存在对数函数关系。裂隙和强度之间的函数关系，对于今后通过裂隙来判断土体的强度和边坡稳定性能够提供一定的理论基础。关键词：改良膨胀土；胀缩裂隙；抗剪强度；干湿循环作用；裂隙率I湘潭大学硕士学位论文AbstractTheexpansivesoilismadeupofstronghydrophilicmontmorilloniteandillite,ithastheobviousswellanddesiccationshrin

8、kagephenomenon.Thisphenomenonismainlyduetoclimatechangeinthenature,thehotweatherleadtoexpansivesoilwaterloss,soilbegantoshrink,rainfallmakestheso