干湿循环作用下膨胀土变形特性

作     者：段尚磊 徐国元 董均贵 钱慧良 DUAN Shang-lei;XU Guo-yuan;DONG Jun-gui;QIAN Hui-liang

作者机构：华南理工大学土木与交通学院广东广州510641 桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004 

出 版 物：《西安科技大学学报》 (Journal of Xi’an University of Science and Technology)

年 卷 期：2019年第39卷第5期

页      面：819-825页

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(51078151) 

主　　题：膨胀土 干湿循环 膨胀速率 基质吸力 

摘      要：为探究自然界干湿循环作用下膨胀土的膨胀变形特性及其影响机理,以南宁膨胀土为研究对象,分别测定0~4次干湿循环后试样膨胀量与时间的关系曲线,分析了膨胀曲线不同阶段特征及其影响机理,研究了不同干湿循环次数下的土水特征曲线,分析了基质吸力在膨胀变形中的作用。研究发现不论是否经历干湿循环作用,膨胀量与时间的关系曲线(膨胀曲线)都是非线性的;未经历循环的试样的膨胀速率最低,约在230 min后完才成总膨胀量的90%;经历了1~4次循环后,试样均在约100 min就完成膨胀量的90%,之后缓慢达到稳定值;不同循环次数下,膨胀速率随时间增加而逐渐降低,膨胀曲线大致分为快速膨胀、减缓膨胀和缓慢稳定3个阶段,膨胀曲线可用3段直线进行近似拟合;经历1次循环后,试样总膨胀量增加约20%,之后随着循环次数的增加而逐渐减小;在低含水率下(ω3%),不同循环试样的基质吸力较为接近,随着含水率增大,基质吸力的差异也增大。非饱和土吸水过程中的水封闭、双开敞、气封闭等3个阶段的三相特征差异,是造成膨胀速率变化的主要原因。经历不同干湿循环次数后,试样破碎化程度和基质吸力的差异,是导致膨胀曲线及总膨胀量差别的重要因素。