基于主成分分析法的膨胀土膨胀力预测Principal component analysis-based prediction of swelling force of expansive soil
崔晓宁,王起才,张戎令,李进前,王炳忠
摘要(Abstract):
为探究引起膨胀土膨胀的内在因素与极限膨胀力的关系,以哈密地区膨胀土为试验材料,提取该地区膨胀土的蒙脱石含量、伊利石含量、阳离子交换量、自由膨胀率4个指标作为模型因子,采用主成分分析法(PCA)建立哈密地区膨胀土综合膨胀能力判定式Z值,并将Z值与极限膨胀力进行相关性分析,从而验证Z值准确性。分析结果表明:以上4个指标满足KMO与Bartlett检验,可进行主成分分析;Z值各项指标系数均为正值,Z值可以衡量膨胀土的膨胀能力;Z值与膨胀力满足显著相关性分析,sig值小于0.01,二者具有显著相关性;建立了Z值与膨胀力的函数关系式,Z值与膨胀力呈现正相关关系,在误差允许范围内,通过Z值可预测极限膨胀力大小。研究成果为膨胀土地区灾害防治提供一定理论支撑。
关键词(KeyWords): 黏土矿物含量;主成分分析法;极限膨胀力;膨胀模型;初始干密度;初始含水率;有荷膨胀率;地质灾害治理
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(51768033);; 长江学者和创新团队滚动支持发展计划(IRT_15R29);; 中国铁路总公司科技研究计划(Z2015-G001)
作者(Author): 崔晓宁,王起才,张戎令,李进前,王炳忠
DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2018.07.024
参考文献(References):
- [1]中华人民共和国铁道部.铁路工程特殊岩土勘察规范:TB10038—2012[S].北京:中国铁道出版社,2012.
- [2]廖世文.膨胀土与铁路工程[M].北京:中国铁道出版社,1984.
- [3]贾景超.膨胀土膨胀机理及细观膨胀模型研究[D].大连:大连理工大学,2010.
- [4]贾景超,杨庆,李强.蒸馏水中蒙脱石晶层间膨胀压力理论研究[J].矿物学报,2010,30(1):63-66.
- [5]王清标,张聪,温小康,等.膨胀土胀缩机理及其在控制隧道沉降中的应用[J].地下空间与工程学报,2014,10(6):1426-1432.
- [6]章李坚.膨胀土膨胀性与收缩性的对比试验研究[D].成都:西南交通大学,2014.
- [7]谭罗荣,孔令伟.膨胀土膨胀特性的变化规律研究[J].岩土力学,2004,25(10):1555-1559.
- [8]高游,孙德安,吕海波.弱膨胀土浸水变形特性及其预测[J].岩土力学,2015,36(3):755-761.
- [9]高晓波,阮波,田晓涛,等.贵州地区石灰改良膨胀土无侧限抗压强度的试验研究[J].铁道科学与工程学报,2014,11(6):68-71.
- [10]张连杰,武雄,谢永,等.含水量及上覆压力对重塑膨胀土抗剪强度的影响分析[J].中国地质灾害与防治学报,2015,26(4):138-143.
- [11]孙即超,王光谦,董希斌,等.膨胀土膨胀模型及其反演[J].岩土力学,2007,28(10):2055-2059.
- [12]胡瑾,王保田,张文慧,等.无荷和有荷条件下膨胀土变形规律研究[J].岩土工程学报,2011,33(S1):342-345.
- [13]黄斌,程展林,徐晗.膨胀土膨胀模型及边坡工程应用研究[J].岩土力学,2014,35(12):3550-3555.
- [14]柳堰龙.膨胀土含水率与力学特征的相互关系研究[D].成都:西南交通大学,2013.
- [15]董忠萍,黄定强,别大鹏,等.引江济汉工程膨胀土层状分布特征及微观机制分析[J].水利水电技术,2016,47(8):23-28.
- [16]李振,邢义川.侧限条件下膨胀土增湿变形计算模式研究[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2011,39(5):215-222.