非饱土布广,类,非饱土,形各。,黄土湿陷土言,降雨引土构坍塌,造湿陷形;膨胀土言,降雨渗导致土含率升,吸减,土产膨胀隆,膨胀土,产湿陷形,微观湿胀形抑制,宏观湿陷形充。非饱土形土矿、粒径布构素,降雨、素共。蒸引土,吸增,引土收缩裂;降雨、蒸干湿循环导致土收缩膨胀形引土孔隙构化,影响土持、渗透及强。非饱土胀缩裂隙质土孔隙、吸及演。
土形析及构模型参确,非饱土形试验必,非饱土压缩试验、浸润膨胀试验、干燥收缩试验及干湿循环试验展。
图. 量测侧压压缩仪
非饱土压缩试验控制吸件压缩试验及控制吸件压缩试验。控制吸件压缩试验,试验及步骤饱土压缩试验类似,采仪器维压缩仪图.示量测侧压压缩仪。
控制吸件压缩试验称恒吸非饱土压缩试验。非饱土压缩仪测试非饱土形设备。()研制台非饱土压缩仪。随,班牙泰罗尼亚业()岩土程验室(,;,)、班牙研究(,;,)、桥 验室(,)研制类型非饱土压缩仪。李雷()、李章泌()非饱土压缩仪研制义尝试。,台非饱土压缩仪研制功(陈汉,)。
按吸控制类,控制吸件非饱土压缩试验类,:①轴移技术控制;②半渗透技术控制;③湿技术控制。吸控制技术章.节详细。除土施吸,非饱土压缩试验、步骤饱土压缩试验、步骤似,即待形排速率达稳,逐级施竖荷载。恒吸非饱土压缩试验恒吸压缩曲线,-曲线- 曲线示。,竖净,值竖减孔隙压。
述吸控制技术,非饱土压缩仪致类,类仪器构构造技术简介绍。
轴移技术控制吸(,)非饱土压缩仪,即陶土板控制试孔隙压孔隙压,控制基质吸。试排管连,孔隙压压,孔隙压施压室压。试验,陶土板充饱,试验程够陶土板。
负孔隙压压言,故提试孔隙压,负孔隙压绝值减,保持基质吸。压超基质吸,孔隙压升值,避免蚀。试验施压保持,保持孔隙压始终压,则施压试基质吸。
图. 非饱土压缩仪构示图(陈汉,)
图.示台非饱土压缩仪示图。该仪器陆勤务院(勤程院)、化院坝、江苏省溧阳市永昌程验仪器限司联合研制产。该仪器台架、试盒、压室、载系统、排系统、移量测系统及孔压荷载量测系统件组,:载系统规压缩仪,采杠杆式载装置;荷载传器置压室提荷载量测精;载塞压罩顶盖采滚隔膜密封,吸收型径轴试验仪优。该非饱土压缩仪类型试验,控制基质吸压缩试验、控制竖净收缩试验、控制压排压缩试验排排压缩试验(陈汉,)。
图. 非饱土压缩仪
章图. -装置非饱土压缩试验,台轴移技术控制吸非饱土压缩仪。非饱土压缩试验,该装置载装置试施竖压,试底连管化量测试化,装试顶竖移计测试竖移,压缩试验程试形,确试孔隙饱化况。图.示非饱土压缩仪载试验。载系统缸、调压器压组,调压器控制施竖压,压读取。载程,缸伸竖杆压室伸压杆触,试积缸积,际施试竖压读乘积换算系。压室压杆置板,百装,百测量触板,图.示,量测压缩试验压室试竖形。
图.示班牙泰罗尼亚业()产非饱土压缩仪。该仪器包含底座、侧环及顶盖,含固铜制触杆黑氯丁橡胶隔膜( )精.移计。仪器装,移计置铜制触杆顶端,量测试验程试竖形量。底座顶盖均置块防腐属透板。试径,~范围。
非饱土压缩仪采轴移技术控制基质吸。压室底座装值陶土板,试验陶土板需预饱。陶土板室吸/排管,孔隙压压。图.示仪器剖构造图:该非饱土压缩仪共,源设置侧环,施试孔隙压(即基质吸),源设置顶盖,施竖压,调整隔膜侧压产隔膜压竖压施。图.剖图显示荷帽,压荷帽(- ),径,另低压荷帽(- ),径。荷帽改隔膜触积,改隔膜压。压荷帽隔膜压增倍,施试竖压增。测试非饱土土-,源压导;非饱土压缩试验,源压需调压器控制。
图. 非饱土压缩仪
另,具殊功非饱土压缩仪。图.班牙验室研制温控式非饱土压缩仪(,),构造图图.()示。该装置非饱土压缩仪构造类似,采轴移技术控制试基质吸,压室底座装值陶土板,设连孔孔,包含,仍置顶盖,另布置非饱土压缩仪,布置塞压杆伸,图.()示构造图。另,侧环空腔装硅油、热偶热阻线圈,阻线圈热硅油,热偶测试硅油温。热偶阻线圈导线置温控制器连,试验温控制~℃。,置试腔室装热偶,量测试温。
图.吸控制侧测试装置( )图(,)。竖荷载载装置施压室载塞,移计测量塞伸端触,量测压缩程试竖形。该装置压、压系统、泡冲刷量测系统及积量测系统述温控吸控制非饱土压缩仪类似。该仪器量测侧,侧压环设计零型侧限环(- ),径,,环厚.,,阻片贴.厚锈钢壁侧,°且均呈。侧压环密封腔室注低导热低黏硅油,/单臂桥( )干扰。密封腔室施油压衡片量测侧形,即侧压值。
图. 非饱土压缩仪构造示图
图.() 温及吸控制非饱土压缩仪(,)
图.(二) 温及吸控制非饱土压缩仪(,)
图. 吸控制侧测试装置图(,)
()半渗透技术研制渗透压缩仪,()改设计闭合管循环渗透压缩仪,图.示。采溶质 溶液。保证压件溶液流畅,底座顶及塞设置凹槽,,半透膜底座顶、半透膜压塞各置层细网,环氧树脂半透膜粘贴固。防止环刀塞缝隙蒸,环刀塞涂抹薄薄层硅脂。
闭合管串联台蠕泵( ),驱溶液流。溶液容器流,试底半透膜,流试顶半透膜,流容器,形封闭。
保证溶液试交换溶液浓影响,盛溶液容器容积足够,()容量。容器橡皮塞密封,橡皮塞插根管,溶液闭合管流管流管及标刻毛细管。毛细管溶液弯液化反映溶液试交换,弯液升,溶液吸,试脱;反,溶液脱,试吸。交换达衡,弯液化,施试某恒吸值,吸溶液浓。~吸,溶液浓约~%。恒温浴另容器毛细管校溶液蒸量。试验严控制温(,),验室温浮范围±.℃;溶液容器恒温槽,温浮范围±.℃。该渗透压缩仪试验:控制吸压缩试验控制竖吸试验。吸试验,级吸稳需换溶液。另,微半透膜随浸泡增减寿,需溶液抗素。
图. 渗析控制吸非饱土压缩仪(,)
图. 吸非饱土压缩仪(验室,,)
图.示班牙验室研制吸-压非饱土压缩仪(,),吸~,氮替空,轴移技术施吸,试底座嵌孔透石,覆盖纤维素膜,离,。吸,湿控制施吸,整压室封闭,试玻璃杯装浓硫酸溶液,空湿即硫酸溶液控制,浓硫酸溶液吸。该仪器吸控制技术温控制求非严。吸低据,温维持必需稳范围。,该仪器施吸范围~。
图.示班牙验室研制吸-压非饱土压缩仪示图(,)。吸湿控制,环境湿盐溶液控制。压室、盐溶液容器泵组闭合,盐溶液空泵驱循环。换浓类盐溶液试施吸。压室置压缩仪,该压缩仪杠杆达:,压缩仪::,该仪器施竖压。
图. 吸-压非饱土压缩仪(验室,,)
图.示桥校()岩土验室()设计吸-压压缩仪(,;,)。整套仪器包含吸控制装置及载装置。吸控制装置压室、饱盐溶液容器及泵组,管连组封闭环,图.()示。饱盐溶液容器橡皮塞密封,插根管,管端均悬溶液。溶液空泵驱循环。饱盐溶液吸值。某饱盐溶液,试湿逐渐饱盐溶液湿达衡,即试吸饱盐溶液蒸汽压达衡。载装置殊压载框架,图.()示,采双臂杠杆载系统,杠杆::,杠杆:。该仪器竖达。
轴移技术控制吸非饱土压缩仪试验仪器,参照图.仪器构造示图非饱土压缩试验操步骤。
图. 吸-压固仪(,;,)
—试;—压室环;—塞;—螺栓;—顶盖;—竖荷载;—排;—基座;—形圈;—锈钢透板;—溶液;—溶液;—泵;—饱盐溶液;—移计
.饱陶土板
压室底座端/排阀,脱蒸馏冲刷陶土板螺旋槽,排净陶土板集聚泡。管注脱蒸馏,饱陶土板。饱完,调节管液适,闭底座端/排阀。
.装
吸耳球吸陶土板余擦拭干净,制备试固仪容器,塞压板试贴紧。检查压室各配件,固移计,装完毕。
.载
压室,施恒标压控制试基质吸,净竖压载装置施,施.竖,/排阀,录管液及移计读。待液及移计读,施级竖荷载。按、、、、、、、逐级载。根据移化量计算级荷载压缩形稳试孔隙,恒吸非饱土试压缩曲线。
试验程需注键技术题:
()试制备、装迅速,防止试蒸。
()试验陶土板充饱,且隔段需陶土板槽泡冲刷,排净聚集陶土板泡。冲刷,录管液。且泡冲刷程亦迅速,避免试/排量测系统吸。
()试整,陶土板,确保陶土板紧密贴合。试装,尽施压,防止试陶土板吸取/排量测系统,影响试验。
() 钠基膨润土丰浦砂按干质量配:制混合土击恒吸压缩试验,试底径,。试验仪器非饱土压缩仪。
膨润土砂混合土试吸湿试验,即吸衡段,指试初始吸降标吸程;试达各标吸值吸压缩试验。吸湿阶段吸压缩阶段,试均未环刀离,竖移计读化推试积化,试验程孔隙化规律。
图. 吸膨润土掺砂混合土压缩曲线(,)
.~.组试初始吸约,初始含率约.%,初始孔隙约.,具初始状态。标吸,试吸湿产膨胀形,导致吸压缩试验孔隙。
图.示.~.试吸压缩曲线。,吸湿试验压缩试验,.试孔隙,依.,..。图组压缩曲线均产拐,试弹状态逐渐弹塑状态渡趋势。压缩曲线拐斜率,拐线延线交试初始屈服,初始屈服即试初始屈服,屈服压缩曲线斜率近(.试除)。屈服压缩曲线斜率,且随吸增,压缩指逐渐减,吸越,土刚越,越容易压缩。
膨胀土殊土,程状殊吸膨胀软化,收缩干裂。程施完,随复,膨胀土非饱状态渡饱状态。荷载共引基均匀沉降、坡稳及滑坡灾害(包承纲,)。
膨胀土吸膨胀引膨胀形量膨胀仅程稳控制素,且影响渗透系及透距离化系列题。,膨胀土浸膨胀研究,揭示膨胀土灾制预防膨胀土区程质题论义义。
膨胀土,尤膨润土类膨胀土浸膨胀试验研究,宏观角研究含率、干密及孔隙溶液浓膨胀影响(,;,;,;,;,;,,;,)。纪塑黏土膨胀吸( ,;,)含率(,)函。基膨胀试验建膨胀预测模型(,;,;,;,;,)。
膨胀土浸膨胀试验研究,按吸控制否类,控制吸双及底浸吸控制浸试验;按积化否,竖荷载恒膨胀形试验( )及膨胀试验( )。
图. 循环膨胀装置(,)
.控制吸浸试验
图.示土循环膨胀装置示图(,)。锈钢侧环壁涂润滑剂减摩擦。试推侧环,试陶土板紧密贴合,试置透石。装压传器,透石试恰触,即试显压。膨胀试验,试初始吸值降。蒸馏脱试底顶循环。该装置底孔顶孔尼龙管连,顶孔双阀连,冲刷泡。该循环试验,试浸,封闭试泡排,聚焦透石,需冲刷泡。冲刷,脱蒸馏底孔流,底孔、尼龙管、顶孔、透石,终顶孔流。冲刷流观察泡即判断透石达完饱状态。闭双阀,压传器测试试浸膨胀。
图.示改装测侧压浸膨胀形压缩仪,橡皮膜该仪器侧压测腔试隔,膜充脱,压传器测侧压。竖压装置杠杆砝码压,杠杆例:。试竖移化装仪器顶移计测。压传器及移计据采集仪连,试验程够准确测量侧压试竖形。容器底(低试缘)装阀,阀闭,该仪器普压缩仪;阀启,容器底注脱蒸馏管软管连,压试,试逐渐吸饱。量管测,竖膨胀形移计测。
浸试验普压缩仪容器,图.示。浸初,容器控制试顶,试底浸,试泡顶排,容器注完浸试。
图. 测侧压浸膨胀形压缩仪
图. 普压缩仪及浸示图
.吸控制浸润试验
图.示早控制吸膨胀测量装置示图(,),试验程,控制试吸吸改产膨胀量。改形管左右侧压差,调节压室基座室压。该控制吸仪器评估土干湿循环积化。
图. 吸控制膨胀试验装置(,)
图.示轴移技术测试级膨胀试验装置示图。轴移技术研究膨胀随基质吸降低化规律。压室基座装值陶土板。底连距离恒储容器。,整试验保持恒压。底连阀,冲刷陶土板底聚集泡。步控制器确保压稳输,精。试验程,压传器量测级吸膨胀。试验束,量测试质量及含率。
图. 轴移技术测试级膨胀验装置示图(,)
图.示蒸汽衡技术控制吸膨胀试验装置示图。改试孔隙湿试级吸控制。蒸汽衡技术吸控制范围。该膨胀试验±.℃恒温聚苯乙烯泡沫箱。盐溶液氯化钠()溶液。试验制备盐溶液,盛盐溶液锥形瓶置聚苯乙烯泡沫塑料盒热衡,具热稳。泵盐溶液具湿空试顶及底循环。精密压膨胀测量。试验束量测试质量含率。
图. 蒸汽衡技术测试级膨胀试验装置示图(,)
膨润土砂混合湿化膨胀示图例,膨胀土湿化膨胀类试验,类竖荷载恒膨胀形试验,图.()示,另类膨胀试验,图.()示(,)。湿化程,膨润土蒙脱石吸膨胀,终填试孔隙,论膨胀试验膨胀形试验,湿化完,试均达饱。
.膨胀形试验
膨胀形试验指竖压试吸膨胀,吸逐渐降,试终达饱。膨胀土湿化膨胀程,膨胀依赖初始状态。()塑黏土膨胀形试验,试验干密侧限,湿化膨胀量取决试初始含率初始吸,试初始含率越,膨胀量越;干密初始含率(初始吸),膨胀土影响,越,湿化膨胀越,图.()示。()指膨胀依赖试初始孔隙,初始含率(初始吸),湿化膨胀取决初始干密/初始孔隙。初始干密越/初始孔隙越,湿化膨胀越,图.()示。
图. 膨润土砂混合湿化膨胀示图(,)
图. 膨润土湿化膨胀
图. 膨胀形径系
()()研究膨胀膨胀径依存系,包括吸荷载改,图.示,图径,初始状态吸膨胀饱载压缩试验()、荷膨胀试验()、恒积湿化饱卸载试验()及初始状态施荷载压缩试验()。图,试试验径产积膨胀量显差异,径土膨胀形较影响。
.膨胀试验
膨胀试饱保持初始孔隙荷载。膨胀试验程试达饱,(,),图.示。
图. 膨胀量测示图
恒积湿化,称衡荷,即吸程断增荷载保持积,稳荷载即膨胀,图;二膨胀载,即试较荷载湿化饱,载初始孔隙,该荷载即膨胀,图;荷膨胀,即试施竖荷载固,待固稳浸,试膨胀湿陷。试终衡状态连“荷膨胀曲线”。初始孔隙荷载义膨胀,即图。膨胀载膨胀值,荷膨胀,恒积湿化测膨胀。湿化程,终膨胀取决土初始干密(,)。图.示组试验膨胀初始干密系图(藤,)。组试验膨润土砂干质量::混合压研究,试初始干密越,膨胀越,初始干密件膨润土含量试膨胀较。
图. 膨润土砂混合膨胀初始干密系(藤,)
控制吸膨胀形试验即荷膨胀试验。恒竖荷载量测试初始状态吸完饱膨胀率。控制吸,故类试验普压缩仪完。该试验步骤:
图. 制模具液压推土器
()调土。按照设初始含率,秤称取需质量烘干土粉末;喷雾器均匀喷洒土粉末,达标含率,调制程充搅拌,避免产块。调制土保鲜袋扎紧密封置干燥器养护,含率均匀。
()制。根据标含率、干密、制积计算需土质量,称调制土环刀,配合压模具及液压推土器,图.示,压,土压制预配初始状态环刀。
()装。压缩仪容器依置护环、透石滤纸,环刀试装护环,滤纸置试,透石压盖。压缩仪置压框架,装竖移计。调仪器杠杆,施预确保试仪器各件紧密触,预约,录竖移计初始读。
()载。浸膨胀形试验,试施预设计竖荷载,录竖移计读,形稳,固稳标准形超.(/ —《土试验标准》)。注试验必须率压仪器形量。待形稳,录移计读,固完。容器,录注始。注超试,试空试排。待膨胀段,试。按设顺序录移计读。膨胀形稳标准移计读差值超.(/ —《土试验标准》),即试达完饱。
()拆。验束,吸容器,迅速拆除仪器各件,取整块试,量测质量、尺寸,取土烘干测含率,清洗整仪器。
()据析。试膨胀形膨胀率δ示,即
式 ——非饱状态载稳、浸试;
——浸膨胀稳试。
崔红斌(),() 钠基膨润土侧限状态膨胀形研究。压缩仪维浸膨胀试验,归纳套预测初始孔隙、膨润土砂配合及状态非饱膨润土及砂混合土完吸湿饱孔隙系。基单积蒙脱石吸收积值概念,蒙脱石孔隙(饱试积蒙脱石积值)整终(即完饱状态)膨胀量,提终膨胀量预测及适范围。浸完试达完饱蒙脱石孔隙竖压σ系双坐标线,初始击状态、膨润土砂配合。该线系类膨润土及低掺砂率混合土膨胀试验证(,),庙钠基膨润土、庙钙基膨润土、膨润土、膨润土、 钠基膨润土,类膨润土唯确-σ系。图.列举蒙脱石孔隙整 钠基膨润土掺砂混合土膨胀形试验,包含()(图据空)()(图据)试验据,掺砂率范围~%,图粗线即 钠基膨润土及低掺砂混合土唯确-σ线系。竖足够混合土膨润土含量较,测量偏离该线,图.示掺砂率%,%,%%混合土。蒙脱石孔隙概念整类膨润土掺砂混合土膨胀试验,庙钠基膨润土(叶,;秦冰,;虎元,;,;-,)、 钠基膨润土(,,;,)、膨润土(,;,)、膨润土(,),均该论。
()膨-砂混合土按临掺砂率α临填充掺砂率α限指标区域类型,析各区域混合土膨胀。掺砂率α<α混合土,砂颗粒散贯饱膨润土基质,饱膨润土承担;掺砂率α<α<α混合土,竖偏,砂骨架形,饱膨润土砂骨架共承担。况共饱膨润土连续介质存,随掺砂率增,饱膨润土膨胀完仍足填充砂骨架孔隙,孔隙存,膨润土砂骨架共承担竖,混合土形砂骨架形。
引临掺砂率、偏临触概念,及膨润土砂骨架承担竖例系,建膨-砂混合土浸膨胀预测模型(,)。该模型适预测掺砂率范围混合土完浸饱膨胀量,图.预测线即该模型掺砂率膨-砂混合土浸膨胀量预测,,预测测据吻合较。()类膨润土掺砂率混合土膨胀试验据模型预测,验证该预测模型确。
图. 钠基膨润土砂混合膨胀形试验及预测(,;,;,)
控制吸膨胀试验即恒积湿化。浸膨胀试验程试初始状态吸完饱状态,试积始终保持,终试达完饱膨胀。操步骤...节控制吸膨胀形试验调土、制、装、拆步骤致,载式。
装完,移计初始读,,移计读试积膨胀化,即施适砝码,移计指针,试积保持,断复步骤,终饱,施衡荷载即试膨胀。试验始阶段,土膨胀势较显,需较频繁增调整砝码。移计某级荷载隔化量.,膨胀稳,则施衡荷载该试浸饱膨胀,换算系:
式 ——膨胀,;
——施衡荷载,;
——试截积,;
——压缩仪杠杆。
谢云()采恒积湿化试验,测试南阳膨胀土膨胀,塑膨胀土膨胀初始含率干密系,及膨胀竖膨胀论。叶()采恒积刚压室压庙钠基膨润土()膨胀测试。秦冰()胀缩仪测膨胀。虎元()、()、()掺砂混合试采衡荷控制吸膨胀试验。(),-()测试干密膨胀。述膨润土浸膨胀研究汇,图.示,膨胀试初始干密密切,半坐标随干密增基呈线增趋势。
图. 膨胀干密系
钠基膨润土丰浦砂按干质量:配合制混合击,试初始孔隙.,初始含量.%,采滤纸量测试初始吸约。采非饱土压缩仪恒净竖吸湿试验(孙静,)。试验程,吸控制。试吸初始吸降标吸值。击膨润土砂混合试连环刀非饱土压缩仪压室,装完毕施标吸。段衡,试吸即达施标吸。试验程,移计读取试膨胀形。确保压板试紧密贴合,组试验均施竖准确量测试竖膨胀移。
组试竖浸润试验,吸初始吸=降=、、。图.示反映浸润试验孔隙饱随吸化。吸减,膨润土砂混合吸湿膨胀,达标吸,试程膨胀。膨润土砂混合吸湿程膨胀量吸化幅。吸幅化越,终膨胀量越。吸减,试饱逐渐增,除标吸试饱显增,余组试饱化趋势趋致。合该土土-征曲线,析,吸降,土-征曲线扫描段渡湿化阶段(孙静,)。
()宏观角建膨胀非饱土-耦合弹塑构模型,考虑饱系影响及形保影响,预测膨胀非饱土及系。该模型引孔隙线概念,均骨架吸状态量,骨架饱状态量。该构模型膨润土砂混合土吸湿试验预测,预测图.示预测线,,模型预测湿化程孔隙饱化程,孔隙随吸减呈线增,且斜率致,饱增幅随吸减幅增增,扫描段渡湿化段程。较试验预测,模型预测膨润土砂混合土湿化束孔隙及饱值试验吻合。
图. 吸控制浸润试验孔隙饱化及预测(,)
.例:膨润土
()研究控制吸件膨润土浸润程膨胀化规律。膨润土班牙,蒙脱石含量超%,液限%±%,塑限%±%,共组恒积膨胀试验,组试干密./、./、././。仪器验室吸-压非饱土压缩仪,图.示。试压室,湿控制标吸,待吸衡,膨胀试验。
膨胀试验观测湿化程径化,图.示膨胀吸系。湿化程,阶段较吸阶段,膨胀随吸减增,,试弹区域,膨胀较,衡吸减引膨胀形。二阶段,随膨胀继续,膨胀增达屈服,试始产弹塑形,宏观孔隙湿陷,积保持,膨胀,微观层继续膨胀,微观膨胀影响较。阶段吸较阶段,微观膨胀占据,竖值略增。()()研究湿化程膨胀随吸化规律,控制吸完浸润饱膨胀试验较,测终完饱膨胀乎。
图. 膨胀吸系(,)
.例:膨润土泥岩混合
()膨润土泥岩混合(干质量:)吸控制膨胀试验。膨润土蒙脱石含量%,.,液限%,塑限%,含率.%。泥岩.,含率.%。试初始干密./,湿计量测试初始吸。试验仪器图.示蒸汽衡技术控制吸级膨胀量测装置。
蒸衡控制试吸,、.,施级吸,荷载传器测膨胀.;施二级吸,膨胀.;级吸控制.,膨胀升.。,试蒸馏浸润完饱,膨胀达.。吸控制级膨胀测试试验膨胀化程及膨胀吸系图.图.示,,半坐标膨胀随吸降低致呈线增趋势。
图. 吸控制浸润试验膨胀化程
图. 浸润程膨胀吸系
图. 控制吸浸润饱程膨胀化
()试普压缩仪控制吸膨胀测试试验,试浸膨胀完饱,膨胀随浸化曲线图.示,浸初,膨胀迅速增,约膨胀达稳,浸约,膨胀继续增,约达二稳,稳膨胀.,吸控制浸润试验膨胀(.)近。
图.二膨胀( )。浸润程,膨胀速增峰值,该值随浸润基保持,该“台”膨胀逐渐升停留稳值,稳值终膨胀压。试团聚孔隙(- )团聚孔隙(- )(,)。
图. 土龟裂(,)
土蒸导致土积收缩及土龟裂,产裂块,图.示。收缩裂隙产,破坏土完整,弱化土构,极改土质,雨渗提供件,土龟裂程题诱(,;唐朝,;,)。际程干缩例,堤坝坡干旱季节干缩裂隙网络诱导滑坡灾害(姚林,;孔令伟,)、垃圾填埋覆盖层蒸渗透系增导致防渗屏障功效(,;杰,)、核废料深层质置库程屏障近热源收缩产裂隙核素迁移(,)。研究干化程土形规律及影响制。
掌握收缩裂隙形程、展规律制,科角步识龟裂质,程合土材料,避免防治龟裂引程题。,干燥裂隙析块视收缩均匀,研究土干化程观裂隙展及影响素(唐朝,;姚志华,)。
,土微观构改影响土宏观-(孙,;谈云志,),均匀收缩微观构随干化演宏观收缩裂隙诱。,土干化收缩引微观构改研究非程义。微观层裂隙形制,需综合考虑裂隙形程土质、土土构素,合宏观微观析,完善土收缩裂隙论系。
节合组土干化试验据具土宏观收缩裂隙育及影响素均匀收缩微观裂隙演程。
土收缩裂隙具非复杂形展程,干燥程土布、演化规律及孔隙土状态。,试验件试验影响,环境温、湿、土层厚、干湿循环、土试尺寸件素。土收缩裂隙形程概括蒸、积收缩(唐朝,)。
土蒸裂隙形提诱。()初始饱膨胀土展系列干燥试验,土蒸程阶段:速率、减速率残余阶段,图.示。
速率阶段土饱状态,随土减,土饱状态渡非饱状态,蒸程减速率阶段,终残余阶段。试龟裂,临含率约%。图.,蒸仍速率阶段,即龟裂形土仍饱状态。,()指临含率静态临参描述龟裂态征具局限。
即初始状态土,龟裂临含率恒,根土复杂孔介质,干燥程孔隙构、颗粒排列触状态化,质随蒸断演化。,龟裂形程具显态征,合土蒸速率含率态化角析龟裂形程涉及素(,)。
吸抗强控制收缩裂隙形键参。干燥程,含率减导致吸产引土收缩,土形,超土抗强,裂隙产(唐朝,)。研究,土裂隙临吸初始状态、效径、历史及初始含率、蒸速率含率化慢素影响。土抗强制、测试、试验仪器、饱素影响(,)。
唐朝()采单轴伸,初始状态干燥含率膨胀土展系列抗试验,获试干燥程抗强含率系曲线,试裂隙临抗强约,图.示。
图. 干燥程膨胀土含率随化(,)
图. 抗强含率系(,)
图.示膨胀土干燥程抗强、含率吸化系,,脱程含率吸系采渗析获。,土抗强含率函,吸函。试裂隙临含率约%,临吸约,且试干燥程抗强随吸呈线递增趋势。程释绝裂隙含率饱件形,干燥初土抗强较,吸容易裂。含率步降低,试乎产裂隙()。
图. 膨胀土干燥程抗强、含率吸
化系(唐朝,)
土干燥收缩收缩裂隙形必件,黏土矿、黏粒含量及土构、密、孔隙化素制约。()指,土收缩随黏粒含量塑指增增。压土言,压压含率影响龟裂素。况,压、低压含率试裂隙育程低压、压含率试。含率件,黏土颗粒围包裹层厚化膜,颗粒距较,干燥程,随蒸,化膜逐渐薄,吸土颗粒排逐渐靠拢,孔隙断减,宏观积收缩形。土裂隙质积收缩形式,收缩越强,裂隙育程越(唐朝,)。
图. 膨胀土收缩曲线(唐朝,)
土龟裂形展程始终伴随土构化。裂隙扩展际微观孔隙收缩观,裂隙收缩阶段完育,裂隙育程反映土收缩。收缩曲线(孔隙-含率曲线)反映土收缩。图.示膨胀土收缩曲线(唐朝,),阶段组:收缩、残余收缩零收缩阶段。,收缩裂隙形试收缩阶段。()量试验基础,析裂隙形程积收缩程,约%裂隙收缩阶段完育,剩余裂隙残余收缩阶段完育;含率达值含率,裂隙育速较,速显降低;含率达缩限,裂隙停止育,裂隙率趋稳。
土裂隙形展程非复杂,必深研究蒸程孔隙迁移扩散征、空态布征及-土微观制(孙静,)。
近,随扫描镜技术(,;,)、压汞技术(,;,;,;,)、计算断层扫描技术(陈汉,;党宁,;祥,;程展林,)微观测试逐渐熟,土微观构研究逐步注。试验,压汞试验()量测土孔隙尺寸布()效微观构测试。
()黏粒含量.%粉土泥浆宏观裂缝慢速干化试验,干化标含率试压汞试验,获孔径布曲线,系统研究干化程粉土微观构演规律,析微观裂隙形及展制。
粉土烘干、磨碎,μ筛。蒸馏制.倍液限泥浆,密封、静置,均匀。泥浆倒容器,图.()示,拍泡跑。空干化组标含率。验证试验复,标含率准备。图.()试干化程照片。试验试制备避免宏观裂隙非,需严控制试空干,晾干需密封,试逐渐扩散干燥,避免干燥整试均匀产宏观裂缝。
图. 试制备
试干化组标含率,试取,切块。块烘干测含率,块阿基米浮测量土块积,另块液氮冻干,压汞试验测微观孔隙构。
测量土块积,采浸液非浸润芳香族化合( )。土块液预浸润,液土块泡,取拭土块余液,阿基米排液测积。具操步骤参照附录:规则形状土积量测。随合测含率即计算组标含率试孔隙饱。
压汞试验需液氮冻干干燥土,干燥,液氮冻干土微观构损伤较,微观构基保持。土块(均径~)低压液氮环境速冻,负压土升华,~干燥土块(,)。土块冻干,司产Ⅳ压汞仪微观孔隙测试,测量孔隙径范围.~.μ,压范围.~.。具操步骤参照附录:压汞()测试。
图.示反映组干化状态试孔隙饱随含率化规律。收缩曲线区域,缩限,合--系,粉土收缩曲线细收缩、残余收缩极限收缩阶段。收缩阶段,土孔隙化量含率减,饱基保持%,收缩曲线图虚线示饱状态线(=%,= ,颗粒)合,积收缩量积。随含率继续降低,值含率,收缩曲线斜率始降低,空始土孔隙,饱始降,干化达残余收缩阶段。降低缩限,试乎达密状态,随降低,乎保持,收缩曲线达极限收缩阶段,称零收缩阶段。组干化状态试,.①~.③试收缩阶段,.④试残余收缩阶段,.⑤.⑥试极限收缩阶段。.③试饱非饱状态渡阶段。
图. 粉土收缩曲线
组标含率试压汞试验,标干化状态试孔径布,图.示。
图.()累积汞曲线,显示汞孔隙孔径半坐标系,观测,随干化展,汞量逐渐减,含率降低缩限(<),保持,即阶段含率继续减引积减。
图.()示试含率孔径布曲线(),,组试曲线均呈单峰布。析峰值孔径,,孔径集~μ。干化程,试收缩,孔隙减,曲线峰值孔径呈逐渐减趋势,试.①~.④,符合规;,随干化程深,趋势反转,峰值孔径始,.④~.⑤,<,孔径增,试.⑤.⑥,峰值孔径停.μ。反转停止趋势图.()清晰。
图.() 粉土干化状态孔径布
图.(二) 粉土干化状态孔径布
图.()曲线呈另趣.④组曲线.~μ隆。图.()图,.③组饱状态渡非饱状态,曲线.~μ逐渐隆,逐渐展,峰值孔径仍呈减趋势;随干化继续展,该隆逐渐减,峰值孔径呈增趋势;干化缩限,.⑤.⑥试,隆消,孔径增。
.④组试曲线.~μ隆,土产微观裂隙。,裂缝制影响、含率布均、吸梯、颗粒联强(唐朝,)。制适释宏观层黏土裂缝(,)。,粉土言,殊构组,考虑微观层裂隙形制。
图.示显示粉土微观裂隙组,图.()黏土含量%粉土完干化背散射图扫描( ,)观测(è,)。图浅灰块粉土颗粒,周围灰黏土,黑孔隙。,完干化粉土微观裂隙,,Ⅰ黏土均匀收缩产裂隙,Ⅱ黏土粉土颗粒交产微观裂隙。
合图.收缩曲线、图.()曲线及图.()微观扫描步干化程粉土微观裂隙演程。粉土按.倍液限含率配泥浆,,粉土颗粒散黏土基质。干化初,黏土基质均匀收缩,裂隙产,毛细压共,粉土颗粒互靠拢,反映曲线则峰值孔径逐渐减,图.().①.③渡。
旦干化残余收缩阶段(.③.④),土饱状态渡非饱状态,引黏土颗粒、粉土颗粒布,粉土颗粒周黏土颗粒收缩,黏土“套”裹粉土颗粒周围,充粉土颗粒骨架孔隙(è,;è,;,),产述黏土均匀收缩产微观裂隙Ⅰ,阶段,包裹黏土“套”粉土颗粒布,距呈减趋势,,曲线峰值孔径移。è()研究,粉土完干化,黏土均匀收缩产黏土孔径μ,试验致,证微观裂隙产推论。
图. 粉土微观裂隙组(è,)
,黏土粉土颗粒裂隙Ⅱ,、逐渐产,反映曲线即慢慢隆,达,图.().③.④渡。随干化展,隆逐渐减,.④-.④-渡。黏土粉土颗粒裂隙Ⅱ逐渐扩展孔径裂隙。随干化步深,.⑤.⑥状态,微观裂隙Ⅱ演裂隙,隆完消。,.④.⑤状态渡,曲线峰值右移,包裹黏土粉土颗粒联强足抵抗收缩引(唐朝,),裂隙步扩展,引曲线孔径推移。达极限收缩阶段,.⑤.⑥状态渡,微观层土颗粒均匀排列形土颗粒骨架,土颗粒骨架足承担收缩引,含率减引土骨架形,微观孔隙达稳状态。
图.()示粉土微观裂隙组及裂隙示图,图圆粒粉土颗粒,灰黏土颗粒,黏土框,黑黏土颗粒,黏土裂隙。图Ⅰ、Ⅱ仍黏土颗粒裂隙及黏土粉土颗粒交裂隙;Ⅲ黏土颗粒封闭微观裂隙,侵封闭孔;Ⅳ黏土微观层孔隙。è()压汞试验测黏土微观层孔隙曲线峰值径约..μ。图.()图,.μ观察峰值,黏土层微观孔隙。图.(),压汞试验曲线反映组峰值类型孔隙,孔,反映粉土颗粒孔隙,孔,反映黏土层孔隙。
图.()显示封闭微观裂隙Ⅲ孔径.黏土微观层裂隙Ⅳ(仪器测孔径范围)组压汞试验侵孔。侵孔属黏土层概念,黏土含量、类,随黏粒含量增增。图.()示组试孔隙标注坐标纵轴,孔隙汞曲线达值差异。义试孔隙汞试验汞孔隙差值侵孔隙。图.反映干化非饱状态达缩限阶段侵孔隙化规律,即.③~.⑥组试,,侵孔随干化增,随干化展,黏土颗粒周围吸附减,黏土颗粒布,引黏土孔隙径减,侵孔增。含率缩限,黏土微观孔隙趋稳状态,侵孔增趋势减缓。
图. 干化程侵孔隙化
件,降雨、蒸、温素周化,土历干湿循环产干缩湿胀复形,土构质随显著化。干湿循环造土裂隙扩展(刘祖,;刘松玉,;卢华,;,;虎元,),随引土渗透(,)抗剪强(杨,)改,岩土程基、基、挡土墙、垃圾填埋、核废料深层质置库程题。膨胀土坡程,干旱雨季节量蒸,坡纵横交错干缩裂隙网,极破坏坡整稳;雨季临,雨顺裂隙速坡,降低土强,循环复,造土损伤、弱化土强,诱滑坡灾害(孔令伟,;殷宗泽,)。,城市垃圾卫填埋覆盖层,周降雨蒸,容易收缩裂,渗透系倍增,导致覆盖层屏障功效(,)。核废料深层质置库,温梯围岩共,缓冲材料黏粒含量膨润土历干湿循环,产胀缩复形,甚裂隙,射核素迁移提供捷,环境产威胁(陈永贵,)。
掌握干湿循环程土构演化征研究土收缩裂隙形及响科义,尤裂隙膨胀土坡优化设计极端件坡稳早预价值(唐朝施斌,)。
图. 干湿循环程膨胀形累积(,)
近,围绕膨胀土湿胀干缩展量试验。研究,试干湿循环程呈胀缩形初始含率吸状态(,;,)、试验荷件(,;,)、干湿循环径(,;龚壁卫,;响,;孙静,)及干湿循环(唐朝施斌,)素影响。()塑膨润土干湿循环膨胀形试验,研究膨胀形恢复形恢复形。初始循环试产较恢复膨胀形,即塑形,干湿循环,恢复形较,图.示。()研究膨润土各湿化-干化循环产膨胀压缩形累积,指控制吸件,试胀缩形:微观构形宏观构形。般况,微观构形逆,宏观构形逆干湿循环程累积形量。叶()研究湿-干-湿循环庙钠基膨润土微观构演,二吸湿吸湿微观孔隙差异。()图技术研究干湿循环膨胀土泥浆裂隙演化规律,及干湿循环-及裂隙演影响。
干湿循环试验,,:控制吸规干化-湿化循环(唐朝施斌,)。模拟况件。控制吸模拟缓、渐干湿环境。规干化-湿化循环,即控制吸,模拟极端、剧烈干湿环境。
图. 低竖干湿循环试验装置示图(,)
吸控件展膨胀土干湿循环试验,按吸控制轴移技术控制、半渗透技术控制及湿技术控制类。图.示蒸汽衡吸控制干湿循环试验装置示图(,)。干湿循环试验,吸饱盐溶液控制。饱盐溶液空泵试、循环,竖压压控制。聚苯乙烯泡沫保温箱减温波。移计量测试竖形量,移计读稳,施级吸。控制吸干湿循环试验操程复杂,耗极。控制吸件展膨胀土干湿循环试验较,研究规。
合组干湿循环试验例规干化-湿化循环程及控制吸干湿循环程。
唐朝施斌()径.、、初始含率.%、初始干密./压置维压缩仪容器,设垂压,浸泡试,移计录试竖膨胀形。待试膨胀稳,压缩仪移步式箱,温设置℃,试干燥脱,录试收缩形。
干燥程采取干缩径:干燥干燥。干燥指膨胀形达稳试干燥含率化止,极端持续干旱。干燥指完膨胀饱试干燥初始止,短干旱。试收缩达控制标准,试历湿干循环。复述吸湿膨胀-干燥收缩试验,共循环,历约。
图. 规干湿循环试验试轴(唐朝施斌,)
图.示吸湿膨胀-干燥收缩循环试验试轴(轴形量试初始)循环系。图.()干燥试验,试浸膨胀终随循环增减,循环程达峰值,试℃件干燥终随循环增增,约~干湿循环,试终基趋稳。图膨胀束收缩束试含率,膨胀束试含率化范围.%~.%,化规律轴基致。收缩束试含率波范围,.%~.%,试干燥环境较稳。干燥试验,图.()示。浸衡,试轴含率达值。,随循环增,轴含率逐渐减,终趋稳。干燥程,试收缩初始,含率化较稳,%~%范围波。
量析试干湿循环程胀缩形规律,引绝膨胀率δ、膨胀率δ、绝收缩率η收缩率η:
式 ——试初始;
,——试膨胀收缩稳;
——试胀缩循环。
规干湿循环程,干缩径膨胀土胀缩征影响。干燥试验,绝膨胀率、膨胀率收缩率均呈增减趋势,循环达峰值,绝收缩率循环,逐渐减;干燥试验,控制试循环干燥初始,测绝膨胀率膨胀率,二收缩率均随循环增减。
试随循环增递增趋势,试干湿循环程逆积形。()采扫描镜压汞试验研究膨胀土干湿循环微观构化,随干湿循环增,试孔隙率孔径均逐渐,尤.~μ范围孔径化显。
随干湿循环增,膨胀达稳需越越短,试干燥程产收缩裂隙,渗透增,浸饱缩短。,干湿循环程,试裂隙量连随干湿循环增增(卢华,),步增试渗透。
.例:膨胀土
唐朝施斌()偏强膨胀土吸控制干湿循环试验。吸控制范围.~,采渗析(吸<)蒸汽衡(吸>)吸控制。级吸衡,量测土含率、积,计算该吸件土孔隙饱参。试验展控制吸干化-湿化循环试验,脱湿程吸化径:.→.→.→.→.→.→.→→.→.→→→→→→ ,吸湿程吸化径脱湿程反,耗约。
图.()()示该膨胀土土-征曲线孔隙吸系曲线,,持胀缩吸(~)范围基逆,低吸(.~)范围则显逆。逆系λ量描述试干湿循环程胀缩形逆程及吸系,义:
式 ,——试脱湿吸湿程某吸件孔隙;
——试初始孔隙。
图. 控制吸干湿循环试验(唐朝施斌,)
膨胀土积形逆干湿循环程土微观构化。该膨胀土试吸控制干湿循环试验逆程随吸减呈指增趋势,逆系达%。
.例:庙钙基膨润土
响()湿控制吸技术测试历干湿循环压庙钙基膨润土土-征曲线,研究干湿循环及湿干、干湿吸径土-影响,,脱湿束试拍照,研究干湿循环收缩形裂隙展影响规律。
配合压模具液压推土器压制径.、环刀压,固叠式饱器,置蒸馏抽空容器抽饱。饱完毕称,试连环刀℃烘箱烘干,取保湿器冷室温称,测量试尺寸及裂隙尺寸,置固置,固照拍摄烘干试。环刀历抽饱烘干脱程湿干循环。环刀历干湿循环程.示。
. 环刀干湿循环程
历干湿循环环刀切块,装饱盐溶液保湿器,历湿干循环环刀烘干,即饱器刚取,即预块,烘箱烘干保湿器,密封静置。具操步骤及衡判断参..节。衡,取试,切块。块烘干测含率,另块采阿基米求土块积。,控制吸历干湿湿干循环试含率、孔隙及饱指标。
.土-征曲线干湿循环系
图.示湿干循环、试土-征曲线,含率吸系曲线差,乎合。饱吸系,随循环增,曲线移,保降低,历循环试曲线移化较,历循环试土-征曲线整移化,甚合。随干湿循环增,土颗粒构趋稳,干湿循环影响。
图. 湿干循环、、钙基膨润土试土-征曲线
图. 干湿循环、、钙基膨润土试土-征曲线
图.示干湿循环、试土-征曲线,图.趋势,饱吸系曲线,历循环试土-征曲线移化量湿干循环。析干湿循环程,试限制形件吸饱,土颗粒旋转膨胀、排列改;烘干,土颗粒排列复,产孔隙,随干湿循环增,孔隙断积累,土构改,影响土-。蒸汽衡脱湿试吸饱,土颗粒均匀膨胀填充旧孔隙,干湿循环、试构乎,故干湿循环脱湿土-征曲线影响较吸湿。
.形干湿循环系
图.、图.示反映历湿干循环干湿循环、试孔隙吸系,随吸增,孔隙基随吸化化。随干湿循环增,孔隙吸系曲线移,试孔隙断积累增。
图. 湿干循环、孔隙
图. 干湿循环、孔隙
综述,随循环增(→),试土-征曲线显移。吸,含率致、孔隙增、饱降、持降;循环继续增(→),试土-征曲线基稳。孔隙呈增趋势,化幅减,甚区域反。随干湿循环继续增,试土-、孔隙化趋稳。
试℃烘箱置,取拍摄图,环刀参照,截取尺寸图片,制及~循环脱湿试图,二值化,图.示。图清晰试收缩及裂隙展程。随干湿循环增,试收缩﹑裂隙展越越剧烈﹑宽增,微裂隙逐渐合演裂缝。观裂隙展贯裂隙,整试收缩显。随干湿循环继续增,试收缩及裂隙增、展逐渐减缓,形终近稳。
提取图片息,析,随干湿循环增,收缩及裂隙积断增,增幅逐渐减,且裂隙率收缩率达稳。干湿循环试收缩较,量微裂隙,收缩率迅速增,膨润土属敏土。随干湿循环增(、),收缩率继续增,增率降,试收缩慢,微裂隙断合贯裂隙。循环、,收缩增越越,逐渐稳。
烘干程试产侧收缩,缩,试收缩形具维。试侧收缩形量述图析计算,试收缩形量测试烘干烘干饱状态。试验,干湿循环,膨润土试收缩率侧收缩率。