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干湿循环条件下膨胀土膨胀特性试验研究

马英洁 张凌凯 张浩

马英洁, 张凌凯, 张浩. 干湿循环条件下膨胀土膨胀特性试验研究[J]. 岩土工程技术, 2023, 37(6): 708-712. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.06.013
引用本文: 马英洁, 张凌凯, 张浩. 干湿循环条件下膨胀土膨胀特性试验研究[J]. 岩土工程技术, 2023, 37(6): 708-712. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.06.013
Ma Yingjie, Zhang Lingkai, Zhang Hao. Study on Expansion Characteristics of Expansive Soil Under Dry-wet Cycle Conditions[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2023, 37(6): 708-712. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.06.013
Citation: Ma Yingjie, Zhang Lingkai, Zhang Hao. Study on Expansion Characteristics of Expansive Soil Under Dry-wet Cycle Conditions[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2023, 37(6): 708-712. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.06.013

干湿循环条件下膨胀土膨胀特性试验研究

doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.06.013
基金项目: 新疆农业大学2022年大学生创新项目;新疆维吾尔自治区寒旱区水资源与生态水利工程研究中心(院士专家工作站项目)(2022.C-001)
详细信息
    作者简介:

    马英洁,女,2001年生,汉族,新疆乌鲁木齐人,本科在读,主要从事膨胀土力学特性研究。E-mail:13239946586@163.com

  • 中图分类号: TU 443

Study on Expansion Characteristics of Expansive Soil Under Dry-wet Cycle Conditions

  • 摘要: 通过对北疆膨胀土开展干湿循环条件下无荷膨胀率、有荷膨胀率及微观扫描试验,探讨膨胀土吸水膨胀的特性及微观机理。试验结果表明:(1)在无荷膨胀率试验中,随着时间的增加,无荷膨胀率逐渐增加,在试验后期逐渐趋于稳定;随着干湿循环次数的增加,无荷膨胀率逐渐减小,第5次循环后趋于稳定值;(2)在有荷膨胀率试验中,随着时间的增加,有荷膨胀率逐渐增加且试验后期趋于稳定,上覆荷载越大,膨胀土试样有荷膨胀率越小;随着干湿循环次数的增加,有荷膨胀率逐渐减小,有荷膨胀率随循环次数及上覆荷载的增大而减小;(3)电镜扫描结果显示,无循环膨胀土试样结构较为牢固,经过干湿循环作用,膨胀土试样微观结构发生明显变化,土体微观结构逐渐破碎,颗粒面积减少,出现较多微小孔隙,导致膨胀率随循环次数的增加而逐渐减小。研究成果可为北疆膨胀土稳定性评价提供理论基础。

     

  • 图  1  膨胀土环刀试样

    图  2  干湿循环含水率变化

    图  3  试验仪器

    图  4  膨胀土微观图片处理

    图  5  不同干湿循环次数下膨胀土无荷膨胀率曲线

    图  6  不同干湿循环次数下膨胀土有荷膨胀率曲线

    图  7  1次干湿循环条件下膨胀土无荷膨胀率与有荷膨胀率曲线

    图  8  不同干湿循环次数下膨胀土放大10000倍的图像

    表  1  膨胀土基本物理性质指标

    土样名称天然含水率
    w/%
    天然干密度
    ρd/(g·cm−3 )
    塑性指数
    IP
    液性指数
    IL
    最大干密度
    ρdmax/ (g·cm−3 )
    最优含水率
    wopt/%
    风干含水率
    wair/%
    液限
    wL/%
    塑限
    wP/%
    黄色泥岩14.81.6041.2−0.131.6718.98.061.320.1
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    表  2  膨胀土基本矿物组成

    蒙脱石/%石英/%长石/%方解石/%钠长石/%
    60.432.76.00.50.4
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    表  3  颗粒参数

    循环
    次数
    颗粒
    总数
    颗粒总
    面积/μm2
    颗粒平均
    尺寸/μm
    颗粒面积
    占比/%
    颗粒平均
    周长/μm
    044933.6010.07533.2941.114
    152029.1040.06428.5171.009
    355727.5590.05926.2140.807
    559626.6710.05727.2990.783
    761326.3670.05326.1090.801
    961026.3390.04626.0810.814
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-10-07
  • 修回日期:  2023-02-23
  • 录用日期:  2023-07-14
  • 刊出日期:  2023-12-08

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