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膨胀土公路工程特性及灾害防治技术研究

作　者: 安骏勇
导　师: 汪稔
学　校: 中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）
专　业: 岩土工程
关键词: 膨胀土 公路工程性质 物理力学性质 化学性质 原位测试 地基承载力评价 判别分类标准 标准吸湿含水率 三向膨胀力 地基变形
分类号: U416.167
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


本文以依托工程(广西南友高速、百罗高速、南宁市快速环道、湖北宜当荆高速等)和全国典型膨胀土为研究对象,立足于膨胀土的公路工程性质,通过大量的调研、室内试验、依托工程现场试验、数值模拟、理论分析以及工程实例,研究了膨胀土公路勘测设计技术,提出了公路膨胀土的分类体系,并对非膨胀粘性土覆盖技术进行了现场试验研究,对于促进膨胀土地区公路的发展具有重要的意义。具体研究成果如下: 1、较广泛、全面地进行了膨胀土的室内物理力学性质、化学性质试验和室外原位测试。包括利用X-衍射确定了膨胀土的矿物组成和蒙托石晶层间距,利用压贡试验确定了相对较大的孔径分布特征,利用颗粒分析确定了膨胀土的颗粒分布特征,并在此基础上研究了膨胀土的分形规律和土水特征曲线与孔径分布的特征规律。进行了膨胀土原位测试对比试验,给出了膨胀土地基承载能力的评价方法。2、探讨了界限含水量对膨胀土判别的理论与实践,尤其对标准吸湿含水率进行了较为系统的研究,发现了其与膨胀土的蒙托石含量、比表面积和阳离子交换量都具有线性关系。建立了试验方法标准,提出了以标准吸湿含水率为分类指标的新分类标准。3、研究了膨胀土干裂特性及膨胀土活动区深度的确定,为膨胀土地区雨水入渗的分析和膨胀土基本特性的研究提供了一个理论的方法。通过项目组研制的膨胀土三相膨胀仪,进行了膨胀土三相膨胀试验,试验结果表明:膨胀土的三个方向膨胀力一般不相同,大部分土样垂直方向比水平方向膨胀力大,比值在0.69～4.3之间。膨胀土的体积收缩指数与膨胀土分类结构具有良好的相关关系,强膨胀土的体积收缩指数一般大于0.025,中膨胀土为0.021～0.025,弱膨胀土一般小于0.021。建立了基于膨胀土固结试验、土壤吸力试验、收缩试验的三种膨胀土地基变形量预测方法。4、提出了公路膨胀土路基填料的分类、膨胀土地基分类、膨胀土路堑边坡分类和膨胀土场地分类方法标准,形成了完整的公路膨胀土工程分类体系,对膨胀土地区公路修筑场地选择和地基处理方法的选择具有重大的指导意义。5、对非膨胀粘性土覆盖防治技术进行了试验研究,确定非膨胀粘性土的防护层对膨胀土的影响,给出了对膨胀土边坡和路基防护的设计方法及施工技术。

全文目录


论文摘要  5-7
Abstract  7-11
第一章 绪论  11-23
  1.1 研究的意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-20
  1.3 本文的主要研究内容  20-23
第二章 膨胀土的物理力学性质试验研究  23-58
  2.1 取样  23-24
  2.2 试验内容、工作量和依据的规程  24-26
  2.3 试验结果  26-52
  2.4 与国内其它地区膨胀土性质的比较  52-58
第三章 膨胀土的原位测试及评价技术研究  58-78
  3.1 前言  58-59
  3.2 场地概况  59
  3.3 测试手段与方法  59-64
  3.4 试验成果  64-75
  3.5 试验成果分析与结论  75-78
第四章 膨胀土的判别与分类研究  78-116
  4.1 膨胀土胀缩机理  78-81
  4.2 界限含水量w_a 、ω_l 、ω_p 对膨胀土进行判别的理论与实践  81-90
  4.3 膨胀土的新分类方法在广西依托工程中的应用  90-91
  4.4 标准吸湿含水率的试验方法标准  91-102
  4.5 分类标准的验证  102-109
  4.6 利用神经网络对膨胀土进行分类  109-113
  4.7 结束语  113-116
第五章 膨胀土公路工程特性和工程分类研究  116-163
  5.1 填筑路基膨胀土的基本工程性质及改性试验研究  116-129
  5.2 膨胀土的裂隙性  129-132
  5.3 原状膨胀土的强度和变形特性  132-139
  5.4 膨胀土地基变形预测  139-153
  5.5 膨胀土的工程分类  153-159
  5.6 结束语  159-163
第六章 基于粘性非膨胀土覆盖技术的膨胀土灾害防治技术研究  163-176
  6.1 概述  163
  6.2 粘性非膨胀土覆盖技术材料  163-164
  6.3 粘性非膨胀土覆盖技术覆盖膨胀土的试验研究  164-170
  6.4 粘性非膨胀土覆盖技术在膨胀土灾害防治中的应用  170-175
  6.5 小结  175-176
第七章 结论与建议  176-184
  7.1 论文主要研究成果  176-182
  7.2 建议  182-184
参考文献  184-189
博士在读期间研究工作总结  189-190
致谢  190

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 道路工程 > 路基、路面工程 > 路基工程 > 特殊地区路基 > 膨胀土地区
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