土袋处理膨胀土的试验研究及机理探讨【精品】.pdf

河海大学
硕士学位论文
土袋处理膨胀土的试验研究及机理探讨
姓名:浦敏艳
申请学位级别:硕士
专业:水工结构工程
指导教师:刘斯宏
20080501
摘要当前建设之中的南水北调中线工程途经南阳、沙河及邯郸等地带分布有膨胀本文结合南水北调中线工程采用土袋技术处理膨胀土的方法,进行了膨胀土以及袋装膨胀土的各项特性试验,在获得各项有效数据的同时通过分析证实了该方法对南水北调中线工程膨胀土地段工程建设的有效性。本文首先对南水北调中线工程南阳段膨胀土进行了渗透特性、浸水变形、膨胀力、循环胀缩特性以及强度特性试验,并就试验结果总结了南阳膨胀土的各项基本特性规律。为了充分说明土袋处理膨胀土的优越性,对袋装膨胀土也进行了一系列与膨胀土相对应的平行试验,并在此基础上,比较了袋装膨胀土与膨胀土通过数值计算的方法简便地说明土袋处理膨胀土的优越性,推导了袋装膨胀土在无侧限状态下抗压强度计算公式,将试验结果与理论计算结果进行了对比,关键词:膨胀土,土工袋,破坏机理,强度,变形,干湿循环土,为了确保工程的顺利进行,首先需要解决膨胀土地基所带来的一系列问题。的特性差异。验证了理论计算公式的正确性。
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┠只年毛本人所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并刊馀贪电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件或电学位论文独创性声明:及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工表示了谢意。如不实,本人负全部责任。论文作者┟:学位论文使用授权说明河海大学,中国科学技术信息研究所,国家图书馆、中国学术期子文档,可以采用影印,缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅。论文全部或部分内容的公布ǹ授权河海大学研究生院办理。
第一章绪论引言膨胀土是在自然地质过程中形成的一种多裂隙并具有显著胀缩性的地质体,粘粒成分主要由强亲水性矿物蒙脱石与伊利石组成。膨胀土广泛分布于全世界六大洲四十多个国家,主要分布于美国、印度、南非、以色列、中国、澳大利亚和加拿大等国家。而我国是世界上膨胀土分布最广泛的原、云贵高原、四川盆地、两广地区和华东地区均有膨胀土分布,范围遍及云、贵、川、鄂、豫、皖、冀、鲁、陕等个省和自治区,大约有谝陨先丝谏钤谂蛘屯练植嫉厍膨胀土因其特殊的矿物组成赏咽晾瓤笪和特殊的微结构特征⒂⒖隙和裂隙结构等氏殖鑫蛘筒⑿纬膳蛘脱沽褪账醪⑿纬墒账趿逊斓奶滑面和擦痕;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;在季节性干湿气候变化条件下,常导致低层砖石结构的建筑物成群开裂损坏【。总体来说膨胀土具有三大特性:胀缩性、多裂隙性和超固结性。膨胀土的这些特性使它成为一种“难对付的土日本颉拔侍舛嗟耐痢美国在这种地区建设工程往往会带来一系列的问题或事故,既表现在地表建筑物上,也反映在地下工程中。它不仅包括铁路、公路、渠道的所有边坡、路面和基床;也包括房稳定性措施,如护坡等。以至从某种意义上讲,膨胀土对工程建筑的危害是无所不包的。而且,这种破坏作用常常具有多次反复性和长期潜在危险性的特点,采用多种工程措施胀土造成的损失,平均在亿美元以上,我国前几年因膨胀土造成的直接损失也在亿元级之数【【。所以,人们把膨胀土比喻为昂贵土蚴浅婆蛘屯潦恰耙性。在自然条件下,多呈硬塑或坚硬状态,具黄、红、灰白等色,裂隙较发育,常见光用某础、地坪;同时包括地下洞室及隧道围岩、衬砌;。这类问题不论国内或国外均时有发生【拦磕暌蚺藏的灾难”【引。
,见表。同时,按膨胀土的胀缩特性指标,关于膨胀土的研究,国际上在世纪~年代曾形成一个热潮,因为当时在工程中出现不少问题。而我国最早的研究是从世纪年代为解决膨胀土地区房屋开裂和倒塌而兴起的,曾研究过膨胀土的鉴别,测试技术等,以及制定规程规范的工作。研究的内容偏重于膨胀土的变形问题,也涉及其他问题,如膨胀土的填筑标准等。世纪~年代,铁路部门针对当时中西部地区若干条新建铁路的边坡失稳问题,对膨胀土的基本性质、测试方法、判别标准,填土的填筑条件以及处理措施等进行了多方面的试验研究。获得了许多有用的成果。世纪~年代初,长江水利委员会综勘局在南阳地区作过膨胀土的物理力学特性、边坡稳定分析的方法和参数等方面的较系统的研究,这些研究除了涉及变形问题外,主要偏重于强度参数及其变化规律的研究。从世纪