单向及多向浸水条件下泥岩膨胀变形试验研究Experimental study on expansive deformation of mudstone under unidirectional and multidirection water-soaking conditions
王炳忠,王起才,张戎令,李航辉,王世杰,李启东
摘要(Abstract):
泥岩浸水膨胀变形将导致构筑物地基上拱病害,为研究浸水方式对膨胀土膨胀变形的影响,以兰新铁路第二双线一处典型膨胀泥岩为研究对象,通过单向浸水(包括上部和底部渗透)和三向浸水方式进行了重塑泥岩膨胀变形试验。试验结果表明:不同浸水方式下土体达到膨胀稳定的时间不同,三面浸水方式较单向浸水方式下所需时间短。试验初期单向底部浸水膨胀变形速率较顶部浸水时小,三向浸水膨胀变形速率随注水孔增多而增大。通过试验数据进一步分析发现,三面浸水方式下膨胀变形量与浸水过程吸水量呈良好幂指数关系,单向浸水两者呈良好对数关系,土体浸水方式对膨胀量计算模式有重要影响。通过对比不同浸水方式下膨胀速率及膨胀变形量变化规律,为膨胀土地基设计和预警提供理论支撑。
关键词(KeyWords): 浸水方式;膨胀变形量;过程吸水量;膨胀速率;计算模式;滑坡地质灾害
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发展计划滚动支持(IRT_15R29);; 中国铁路总公司科技研究开发计划课题(Z2015-G001);; 青年人才托举工程(2015QNRC001);; 飞天学者特聘计划;; 陇原青年创新人才扶持计划;; 甘肃省基础研究创新群体(145RJIA332)
作者(Author): 王炳忠,王起才,张戎令,李航辉,王世杰,李启东
DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2019.01.023
参考文献(References):
- [1] ITO M,AZAM S. Engineering characteristics of aglacio-lacustrineclay deposit in a semi-arid climate[J]. Bulletion of Engineering Ge-ology and the Environment,2009,68(4):551-557.
- [2] ITO M,AZAM S. Determination of swelling and shrinkage propertiesof undisturbed expansive soils[J]. Geotechnical and Geological En-gineering,2010,28(4):413-422.
- [3]铁道第三勘察设计院集团有限公司,中铁第四勘察设计院集团有限公司.高速铁路设计规范:TB 10621—2014[S].北京:中国铁道出版社,2014.
- [4]秦朝辉.云桂铁路膨胀土膨胀特性与强度特性现场试验研究[D].长沙:中南大学,2012.
- [5]王亮亮.高速铁路膨胀土路堑基床结构及其动力特性试验研究[D].长沙:中南大学,2014.
- [6]杨果林,王亮亮,杨啸.不同服役环境下高速铁路膨胀土路堑基床振动特性模型试验[J].岩土工程学报,2015,37(1):133-138.
- [7]杨果林,刘义虎.膨胀土路基含水量在不同气候条件下的变化规律模型试验研究[J].岩石力学与工程学报,2005(24):4524-4533.
- [8]杨果林,丁加明.膨胀土路基的胀缩变形模型试验[J].中国公路学报,2006,19(4):23-29.
- [9]王年香,章为民,顾行文,等.膨胀土地基浸水膨胀变形模型试验研究[J].公路交通科技,2008(5):51-55.
- [10] MAXWELL B. Field measurements of Yazoo clay reveal expansivesoil design issues[J]. Journal of Performance of Constructed Facili-ties,2011,25(1):18-23.
- [11] KARUNARATHNE A M A N,SIVANERUPAN S,GAD E F,etal. Field monitoring of seasonal ground movements in expansive soilin Melbourne[M]//KHALILI N,RUSSELL A,KHOSHGHALBA. Unsaturated soils:research and applications. Sydney:CRCPress,2014:1359-1365.
- [12] PUPPALA A J,MANOSUTHKIJ T,NAZARIAN S,et al. Thresholdmoistue content and matric suction potentials in expansive clays priorto initiation of cracking in pavements[J]. Canadian GeotechnicalJournal,2011,48(4):519-531.
- [13]陈伟志,蒋关鲁,袁泽华,等.低矮路堤下膨胀土地基现场浸水试验研究[J].岩石力学与工程学报,2014,33(8):1609-1618.
- [14]陈伟志,蒋关鲁,赵慧爽,等.铁路路基下膨胀土地基浸水响应现场试验[J].岩土工程学报,2014,36(8):1507-1514.
- [15]马丽娜,严松宏,王起才,等.客运专线无碴轨道泥岩地基原位浸水膨胀变形试验[J].岩石力学与工程学报,2015,34(8):1684-1691.
- [16]李进前,王起才,张戎令,等.粒径对膨胀土无荷膨胀率的影响研究[J].水利水电技术,2017,48(12):168-173.