初始含水率及干密度对风化砂改良膨胀土性质的影响研究

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膨胀土的工程问题是我国公路建设上的一大技术难题，在目前的工程实践中，对于膨胀土通常采用水泥、石灰、粉煤灰等化学改良方法。本课题结合宜昌市小鸦一级公路改建工程中所遇到的膨胀土实际问题，拟采用一种以物理改良为主的材料——风化砂来对其进行改良，并针对影响膨胀土路基稳定的其中两个因素——初始干密度和初始含水率，在本团队研究的基础上，研究了不同掺砂比例下初始干密度和初始含水率对风化砂改良膨胀土的力学强度特性、胀缩特性的影响，并对各自的影响规律进行了深入分析，最终确定了能满足工程需要的初始干密度和初始含水率。研究表明：初始干密度和初始含水率均对风化砂改良膨胀土的力学强度特性、胀缩特性有很大的影响。
　　对于力学强度特性：在相同的掺砂比例下，随着初始含水率的增加，风化砂改良膨胀土的粘聚力、内摩擦角、无侧限抗压强度、回弹模量、CBR值均先增大后减小，且在初始含水率接近各掺砂比例下的最佳含水率时回弹模量最大；随着初始干密度的增加，风化砂改良膨胀土的粘聚力、无侧限抗压强度、回弹模量、CBR值显著增大，而内摩擦角先增大后减小再增大；同时，回弹模量与初始含水率呈二次多项式关系、与初始干密度呈对数关系，无侧限抗压强度与初始干密度呈很好的二次多项式关系， CBR与初始干密度呈较好的乘幂关系。
　　对于胀缩特性：在相同的掺砂比例下，在掺砂比例相同的条件下，当初始含水率增大时，风化砂改良膨胀土的无荷膨胀率、有荷膨胀率、膨胀力均逐渐减小，且在含水率增至最佳含水率时，无荷膨胀率的减小速度最快；当初始干密度增大时，风化砂改良膨胀土的无荷膨胀率、有荷膨胀率、膨胀力、缩限均迅速增大，收缩系数、线缩率、体缩率和胀缩总率均显著降低；且增大膨胀土的上覆荷载可以有效的抑制其膨胀变形；同时，改良土的无荷膨胀率与初始含水率呈乘幂关系、与初始干密度呈线性关系，膨胀力与初始含水率呈乘幂关系、与初始干密度呈对数关系。
　　在工程实践中，合理的控制初始干密度和初始含水率对膨胀土路基稳定有着非常重要的作用。

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作者
杨志;
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作者单位

三峡大学;

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授予单位三峡大学;
学科建筑与土木工程
授予学位硕士
导师姓名杨俊;
年度 2015
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类路基工程;
关键词
公路建设; 路基稳定; 力学强度; 含水率; 膨胀土性质;

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