非饱和膨胀土抗剪强度的试验研究

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1、第23卷第3期岩石力学与工程学报23(3)：420～4252004年2月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringFeb.，2004*非饱和膨胀土抗剪强度的试验研究杨庆张慧珍栾茂田(大连理工大学土木水利学院及海岸与近海工程国家重点实验室大连116024)摘要膨胀土是一种特殊的非饱和土，经典的土力学理论在膨胀土问题中已显得无能为力。因此，用非饱和土力学理论来研究膨胀土问题在理论和实际两方面都具有重大意义。在非饱和土抗剪强度理论中，吸力的量测在工程实际中仍没有一种简单易行的方法。基于这种实际情况，试图通过其

2、他间接的途径来代替吸力的量测，以确定非饱和土的吸附强度。对于膨胀土这种典型的非饱和土，膨胀力是其很重要的性质之一，它的大小受含水量的影响很大；另一方面，膨胀土的抗剪强度也随含水量的变化而不断地变化。进行了大量的膨胀力试验和抗剪强度试验，以确定膨胀土的膨胀力与吸附强度是否有一定的关系。通过对黑山土和梅山土的重塑试样试验得到的试验数据分析发现：膨胀力和含水量之间存在良好指数关系；粘聚力的对数和内摩擦角均随含水量的增大线性减小；非饱和膨胀土的吸附强度与膨胀力之间存在较好的线性关系，并在此基础上优化了非饱和膨胀土抗剪强度公式。关键词土力学，膨胀土，非饱和

3、土，膨胀力，抗剪强度分类号TU411.3文献标识码A文章编号1000-6915(2004)03-0420-06TESTINGSTUDYONSHEARSTREANGTHOFUNSATURATEDEXPANSIVESOILSYangQing，ZhangHuizhen，LuanMaotian(SchoolofCivilandHydraulicEngineeringandStateKeyLaboratoryofCoastalandOffshoreEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024Ch

4、ina)AbstractExpansivesoilisofpotentialforshrinkingorswellingwhichcanbecausedbythechangeofwatercontent.Theshearstrengthofexpansivesoilisoneofthekeyissuesofsoilmechanicsandfurtherstudiesarerequiredfortheneedofanalysesincludingevaluationofthestabilityofslopes，designoffoundations

5、andearthretainingstructures.However，thestrengthbehaviorofexpansivesoilisrathercomplexespeciallycomparedtoothertypesofsoils.Inthispaper，theswellingpressureandstrengthoftwotypicalexpansivesoilsrespectivelycollectedfromHeishanofLiaoningProvinceandMeishanofNanjingaresystemicallyi

6、nvestigatedusingthemethodsofconventionalsoiltestsinordertounderstanditsphysicalandmechanicalpropertiesanddamagebehavior.Meanwhile，therelationshipbetweentheswellingpressureandshearstrengthparameterssuchaseffectivecohesionandeffectiveangleofinternalfrictionandinitialwaterconten

7、tofunsaturatedcompactedexpansivesoilisestablishedbasedonexperimentaltestresults.Theswellingpressureandshearstrengthofexpansivesoilsdecreasesharplyandthevolumeincreasesgreatlywithincreasingwatercontent.Theratioofthestrengthcausedbymatricsuctiontotheswellingpressureisconstant.T

8、hereforeanewformulaofshearstrengthforunsaturatedexpansivesoilsispres