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合肥弱膨胀土力学特征及饱水扰动影响

罗光财 周紫薇 王智超 哈吉章 吴佳欣

罗光财, 周紫薇, 王智超, 哈吉章, 吴佳欣. 合肥弱膨胀土力学特征及饱水扰动影响[J]. 岩土工程技术, 2024, 38(5): 624-630. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.05.019
引用本文: 罗光财, 周紫薇, 王智超, 哈吉章, 吴佳欣. 合肥弱膨胀土力学特征及饱水扰动影响[J]. 岩土工程技术, 2024, 38(5): 624-630. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.05.019
Luo Guangcai, Zhou Ziwei, Wang Zhichao, Ha Jizhang, Wu Jiaxin. Mechanical Characteristics of Slight-Expansive Soil in Hefei and its Effect by Saturation Disturbance[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2024, 38(5): 624-630. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.05.019
Citation: Luo Guangcai, Zhou Ziwei, Wang Zhichao, Ha Jizhang, Wu Jiaxin. Mechanical Characteristics of Slight-Expansive Soil in Hefei and its Effect by Saturation Disturbance[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2024, 38(5): 624-630. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.05.019

合肥弱膨胀土力学特征及饱水扰动影响

doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.05.019
基金项目: 湖湘高层次人才聚集工程—创新团队(2019RS1059);湖南省教育厅优秀青年项目(17B260)
详细信息
    作者简介:

    罗光财,男,1979年生,汉族,湖南汉寿人,硕士,高级工程师,主要从基础设施项目施工技术研究。E-mail: 350460420@qq.com

    通讯作者:

    王智超,男,1980年生,汉族,湖北荆州人,博士,教授,主要从事岩土流变学等方面的教学和科研。E-mail: wzc98231@163.com

  • 中图分类号: TU411.3

Mechanical Characteristics of Slight-Expansive Soil in Hefei and its Effect by Saturation Disturbance

  • 摘要: 为了研究合肥地区弱膨胀土遇水及扰动对其强度和变形等力学性质的影响,对合肥地铁7号线徽富路站深基坑内弱膨胀土的原状样及饱和扰动样,分别开展了50 kPa,100 kPa和200 kPa三种围压下常规饱和三轴压缩(CTC)和三轴拉伸(CTE)以及原状非浸水样双压力室三轴压缩试验。通过对比原状样与饱和扰动样的应力–应变、强度指标以及变形模量的差异,探讨了饱水扰动对膨胀土力学性质的影响,且采用XRD衍射测试了膨胀土的矿物成分及含量。试验结果表明:(1)合肥地铁7号线基坑土质为弱膨胀土,黏土矿物中蒙脱石含量占46%;(2)合肥地铁7号线基坑的弱膨胀土强度的降低主要表现为黏聚力的降低,原状样较扰动饱和重塑样黏聚力下降了56%,而内摩擦角的变化并不显著;(3)合肥地铁7号线基坑内弱膨胀土有超固结现象,表现为原状样具有剪胀软化特征;(4)合肥地铁7号线基坑弱膨胀土原状样遇水扰动后初始模量下降了20%左右,水的浸润大幅降低了膨胀土抗变形能力。

     

  • 图  1  现场取土情况

    图  2  土样Χ射线衍射结果

    图  3  双压力室

    图  4  原状样三轴试验曲线

    图  5  13 m饱和重塑土三轴试验结果

    图  6  弱膨胀应力–应变曲线

    图  7  微膨胀体变曲线

    图  8  不同围压下峰值强度

    图  9  弱膨胀土弹性模量曲线图

    图  10  不同围压下初始剪切模量

    表  1  土样基本物理性质

    比重含水率/%液限/%塑限/%塑性指数自由膨胀率/%
    2.71621.757.225.3%31.955.6
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    表  2  膨胀土膨胀潜势划分

    自由膨胀率$ {\mathrm{\delta }}_{\mathrm{e}\mathrm{f}} $/%膨胀潜势
    $ {40\le \mathrm{\delta }}_{\mathrm{e}\mathrm{f}} < 65 $
    $ {65\le \mathrm{\delta }}_{\mathrm{e}\mathrm{f}} < 90 $
    $ {\mathrm{\delta }}_{\mathrm{e}\mathrm{f}}\ge 90 $
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    表  3  试验方案

    试验
    编号
    取样深度
    /m
    试验类型 围压
    /kPa
    试验条件
    113双压力室三轴压缩(CTC)50原状样
    2100
    3200
    418双压力室三轴压缩(CTC)50
    5100
    6200
    713单压力室三轴压缩(CTC)50饱和扰动样
    8100
    9200
    1313单压力室三轴拉伸(CTE)50
    14100
    15200
    下载: 导出CSV
  • [1] 陈炜韬, 董宇苍, 方 霖, 等. 合肥膨胀土地层浅埋双洞地铁隧道施工参数优化研究[J]. 隧道建设(中英文),2018,38(2):191-198.
    [2] 孙长龙, 殷宗泽, 王福升, 等. 膨胀土性质研究综述[J]. 水利水电科技进展,1995,15(6):11-15.
    [3] 包承纲. 南水北调中线工程膨胀土渠坡稳定问题及对策[J]. 人民长江,2003,34(5):4-6. doi: 10.3969/j.issn.1001-4179.2003.05.003
    [4] 李生林, 施 斌, 杜延军. 中国膨胀土工程地质研究[J]. 自然杂志,1997,19(2):82-86.
    [5] 廖世文. 膨胀土与铁路工程[M]. 北京: 中国铁道出版社, 1984.
    [6] KARALIS T K. On the elastic deformation of non-saturated swelling Mechanica, 1990, 84(2): 19-45.
    [7] DOBROWOLSKY M, VRETTOS C. Assessment of swelling deformation of unsaturated Kaolinite clay. In: Experimental Unsaturated Soil Mechanics[C]. Springer Proceedings in Physics, 2007, 112(3): 285-293.
    [8] CUI S L, DU Y F, WANG X P, et al. Influence of temperature on swelling deformation characteristic of compacted GMZ bentonite-sand mixtures[J]. Journal of Central South University,2018,25(2):2819-2830.
    [9] 王春周. 荆门城南区域膨胀土膨缩特性及抗剪强度研究[J]. 中国勘察设计,2021(2):104-107.
    [10] 谭 波, 徐 良, 李亚奇. 南宁灰白重塑膨胀土三向膨胀室内试验研究[J]. 科学技术与工程,2020,20(35):14612-14618. doi: 10.3969/j.issn.1671-1815.2020.35.039
    [11] 崔 伟, 李华銮, 穆乃敏. 石灰改性膨胀土工程性质的试验研究[J]. 岩土力学,2003,24(4):606-609. doi: 10.3969/j.issn.1000-7598.2003.04.025
    [12] 戴福初, 董文萍, 黄志全, 等. 南水北调中线段原状膨胀土抗剪强度试验研究[J]. 工程科学与技术,2018,50(6):123-131.
    [13] 童 军, 胡 波, 龚壁卫. 原状膨胀土直剪特性研究[J]. 地下空间与工程学报,2016,12(3):613-617.
    [14] 李新明, 贾亚垒, 王志留, 等. 原状膨胀土剪切力学特性的应变速率效应[J]. 岩土力学,2022,43(12):1-9.
    [15] 杨 庆, 张慧珍, 栾茂田. 非饱和膨胀土抗剪强度的试验研究[J]. 岩石力学与工程学报,2004,23(3):420-425. doi: 10.3321/j.issn:1000-6915.2004.03.011
    [16] 庄心善, 赵汉文, 王俊翔, 等. 合肥膨胀土动弹性模量与阻尼比试验研究[J]. 浙江大学学报,2020,54(4):759-76.
    [17] 张爱军, 哈岸英, 骆亚生. 压实膨胀土的膨胀变形规律与计算模式[J]. 岩石力学与工程学报,2005,24(7):1236-1241. doi: 10.3321/j.issn:1000-6915.2005.07.026
    [18] 曾召田, 刘发标, 吕海波, 等. 干湿交替环境下膨胀土变形试验研究[J]. 水利与建筑工程学报,2015,13(3):72-76. doi: 10.3969/j.issn.1672-1144.2015.03.014
    [19] GB/T 50123—2019 土工试验方法标准[S]. 北京: 中国计划出版社, 2019.
    [20] GB 50112—2013 膨胀土地区建筑技术规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2013.
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-07-17
  • 修回日期:  2023-10-23
  • 录用日期:  2023-12-25
  • 网络出版日期:  2024-10-09
  • 刊出日期:  2024-10-09

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