›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (10): 2942-2946.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

南阳膨胀土裂隙面强度试验研究

胡 波,龚壁卫,程展林   

  1. 长江科学院 水利部岩土力学与工程重点实验室,武汉 430010
  • 收稿日期:2011-05-30 出版日期:2012-10-10 发布日期:2012-10-19
  • 作者简介:胡波,男,1980年生,博士,高级工程师,主要从事特殊土、非饱和土与环境岩土工程等方面的研究工作
  • 基金资助:

    “十一五”国家科技支撑计划项目“南水北调工程若干关键技术问题研究与应用”之课题“膨胀土地段渠道破坏机理及处理技术研究” (No. 2006BAB04A10);国家自然科学基金资助(No. 51008035,No. 51108042)

Test study of shear strength of fissure-plane in Nanyang expansive soil

HU Bo, GONG Bi-wei, CHENG Zhan-lin   

  1. Key Laboratory of Geotechnical Mechanics and Engineering of Ministry of Water Resources, Yangtze River Scientific Research Institute, Wuhan 430010, China
  • Received:2011-05-30 Online:2012-10-10 Published:2012-10-19

摘要: 裂隙性是膨胀土的基本特性之一,膨胀土中原生裂隙面的存在往往导致膨胀土边坡的失稳。选取南水北调中线工程南阳段膨胀土进行裂隙面强度特性试验,提出了裂隙面强度三轴试验新方法。首次将计算机X射线断层扫描技术引入裂隙面的强度试验,通过测量裂隙面真实产状,准确分析裂隙面上的破坏应力,提出了裂隙面强度参数的整理方法。研究成果表明,裂隙面的峰值强度不仅远小于两侧土的峰值强度,而且也小于两侧土的残余强度;裂隙面强度较低的原因主要是其具有较高的含水率、蒙脱石含量以及颗粒排列定向度。地下水淋滤作用对于膨胀土裂隙面存在3个方面的影响:微观上使得膨胀土中铁的氧化物由三价转变为二价,形成与两侧土颜色完全不同的灰白色裂隙黏土;细观上改变了母体土的矿物成分和颗粒排列结构,使得裂隙填充物具有较高的蒙脱石含量和颗粒定向度;宏观上形成了裂隙面与两侧土体力学强度的显著差异。

关键词: 南水北调中线工程, 膨胀土, 裂隙面, 抗剪强度, CT扫描

Abstract: Fissures which almost exist in all of expansive soils always result in failure of expansive soil slope. Shear strength characteristics of fissure-plane are studied; and a new triaxial test method is recommended with typical expansive soil taken from Nanyang section of middle route project for South-to-North Water Transfer. The computerized tomography (CT) technology is firstly introduced to shear strength test of fissure-plane. The real failure stress of fissure-plane is analyzed accurately through measurement of the fissure-plane’s real occurrence by CT scanning; and shear strength parameters determined method is provided for triaxial test of fissure-plane. The test results show that the peak strength of fissure-plane is much lower than that of bilateral expansive soil without fissures and even smaller than residual strength of bilateral expansive soil without fissures. The reasons of these phenomena are that gray clay in fissures has higher water content, smectite content and particles orientation degree. Leaching behavior of groundwater generates three aspect alternations to fissures. In microscopic view, leaching changes ferric iron oxide in expansive soil to ferrous oxide and that results gray clay in fissures whose color is different from expansive soil besides fissures. In mesoscopic view, mineral composition and particles arrangement of expansive soil have been modified by leaching and filling material in fissures have higher smectite content and particles orientation degree. In macroscopic view, factors mentioned above result in significant difference between fissure-plane and bilateral expansive soil.

Key words: middle route project of South-to-North Water Transfer, expansive soil, fissure-plane, shear strength, computerized tomography.

中图分类号: 

  • O 319.56
[1] 涂园, 王奎华, 周建, 胡安峰, . 有效应力法和有效固结压力法在预压地基 强度计算中的应用[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 645-654.
[2] 彭家奕, 张家发, 沈振中, 叶加兵, . 颗粒形状对粗粒土孔隙特征和渗透性的影响[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 592-600.
[3] 李小刚, 朱长歧, 崔翔, 张珀瑜, 王睿, . 含碳酸盐混合砂的三轴剪切试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 123-131.
[4] 张晨阳, 谌民, 胡明鉴, 王新志, 唐健健, . 细颗粒组分含量对钙质砂抗剪强度的影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 195-202.
[5] 王欢, 陈群, 王红鑫, 张文举, . 不同压实度和基质吸力的粉煤灰三轴试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 224-230.
[6] 谢辉辉, 许振浩, 刘清秉, 胡桂阳, . 干湿循环路径下弱膨胀土峰值及残余强度演化研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 245-252.
[7] 刘祖强, 罗红明, 郑敏, 施云江, . 南水北调渠坡膨胀土胀缩特性及变形模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 409-414.
[8] 李晶晶, 孔令伟, . 膨胀土卸荷蠕变特性及其非线性蠕变模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3465-3475.
[9] 陈永青, 文畅平, 方炫强, . 生物酶改良膨胀土的修正殷宗泽模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3515-3523.
[10] 郑耀林, 章荣军, 郑俊杰, 董超强, 陆展, . 絮凝-固化联合处理超高含水率 吹填淤泥浆的试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3107-3114.
[11] 李新明, 孔令伟, 郭爱国, . 南阳原状膨胀土不排水剪切性状时效性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2947-2955.
[12] 洪本根, 罗嗣海, 胡世丽, 王观石, 姚康, . 基质吸力对非饱和离子型稀土抗剪强度的影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2303-2310.
[13] 周小文, 程 力, 周 密, 王 齐, . 离心机中球形贯入仪贯入黏土特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1713-1720.
[14] 付宏渊, 刘 杰, 曾 铃, 卞汉兵, 史振宁, . 考虑荷载与浸水条件的预崩解炭质泥岩 变形与强度试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1273-1280.
[15] 李新明, 孔令伟, 郭爱国, . 考虑卸荷速率的K0固结膨胀土应力-应变行为[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1299-1306.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 魏 丽,柴寿喜,蔡宏洲,王晓燕,李 敏,石 茜. 麦秸秆加筋材料抗拉性能的实验研究[J]. , 2010, 31(1): 128 -132 .
[2] 孙德安,陈 波. 重塑超固结上海软土力学特性及弹塑性模拟[J]. , 2010, 31(6): 1739 -1743 .
[3] 荆志东,刘俊新. 红层泥岩半刚性基床结构动态变形试验研究[J]. , 2010, 31(7): 2116 -2121 .
[4] 汪 洋,唐雄俊,谭显坤,王元汉. 云岭隧道底鼓机理分析[J]. , 2010, 31(8): 2530 -2534 .
[5] 刘争宏,廖燕宏,张玉守. 罗安达砂物理力学性质初探[J]. , 2010, 31(S1): 121 -126 .
[6] 王登科,刘 建,尹光志,韦立德. 突出危险煤渗透性变化的影响因素探讨[J]. , 2010, 31(11): 3469 -3474 .
[7] 张成平,张顶立,骆建军,王梦恕,吴介普. 地铁车站下穿既有线隧道施工中的远程监测系统[J]. , 2009, 30(6): 1861 -1866 .
[8] 王 军,曹 平,李江腾,刘业科. 降雨入渗对流变介质隧道边坡稳定性的分析[J]. , 2009, 30(7): 2158 -2162 .
[9] 唐世斌,唐春安,李连崇,张永彬. 湿度扩散诱发的隧洞时效变形数值模拟研究[J]. , 2011, 32(S1): 697 -0703 .
[10] 席人双,陈从新,肖国锋,黄平路. 结构面对程潮铁矿东区地表及岩体移动变形的影响研究[J]. , 2011, 32(S2): 532 -538 .