公路膨脹土的判別與分類研究 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 【摘要】：膨脹土是一種具有特殊性質(zhì)的土，其處理技術(shù)難度、處理工程量和投資都比較大，膨脹土在我國很多省份都有分布，地域比較廣泛。為了保證道路在較長時間內(nèi)路基的穩(wěn)定和路面的平整度，達到安全、舒適行車的目的，就必須解決因膨脹土造成的一系列工程質(zhì)量問題。本文意在從膨脹土的基本論述引申到膨脹土的判別與分類研究，為進一步解決這類問題而著有幫助。 【關(guān)鍵詞】：公路膨脹土；判別；分類 Abstract : This paper is from the expansive soil basic argument extended to the identification and classification of expansive soils research, to further solve the problem with help. Key words : highway swelling soil； discrimination； classification X734A 前言： 膨脹土為一種高塑性粘土，一般承載力較高，具有吸水膨脹、失水收縮和反復(fù)脹縮變形、浸水承載力衰減、干縮裂隙發(fā)育等特性，性質(zhì)極不穩(wěn)定。常使建筑物產(chǎn)生不均勻的豎向 或水平的脹縮變形，造成位移、開裂、傾斜甚至破壞，且往往成群出現(xiàn)，尤以低層平房嚴重，危害性很大，裂縫特征有外墻垂直裂縫，端部斜向裂縫和窗臺下水平裂縫，內(nèi)、外山墻對稱或不對稱的倒八字形裂縫等；地坪則出現(xiàn)縱向長條和網(wǎng)格狀的裂縫。一般于建筑物完工后半年到五年出現(xiàn)。影響土的膨脹性的主要礦物 是蒙脫石，我國最早遇到粘土膨脹危害的公路工程是在 50 年代的成渝鐵路工程中。直到80 年代，我國才制定了膨脹土地區(qū)的建筑技術(shù)規(guī)范。 膨脹土的判別 膨脹土的判別，一直是工程界最為關(guān)心的問題。長期以來，人們在這方面做出了不懈的努力并提出了許多相關(guān)的判別方法。這里我們就總結(jié)一下對膨脹土的判別與分類相關(guān)的研究成果做一簡要回顧，希望有利于今后的研究。 膨脹土的判別應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)特征及土的自有膨脹率等指標綜合判定。判斷膨脹土的標準有：建筑物的裂縫會隨氣候的變化而閉合或者張開；多出現(xiàn)在二級或者超 過二級的盆地邊緣、山前丘陵、階地等，一般無明顯自然陡坎且地勢平緩處；常見于新開挖坑槽壁、淺層滑坡、地裂等易坍塌處；又或者自由膨脹率大于等于 40%的土。 判別方法一般有二：第一類是間接指標法，即用塑限、塑性指數(shù)、自有膨脹率、液限、粘粒含量作為分類的標準，間接指標法進行分類雖不那么直觀，但試驗方法具有科學性，同時具有簡單易行的條件。第二類是直接指標法，即用收縮量的大小、膨脹量或者礦物成分的多少作為分類標注。該方法進行分類雖然比較直觀，但試驗方法均比較復(fù)雜，并且要求試驗人員具有較深的專業(yè)知識和較高的實驗 技能，它與間接指標比對，需要土的性質(zhì)和土的初始含水量等直接的關(guān)系，所以在工程中的膨脹土還是以間接指標法為宜。 1.1 塑性指數(shù) 土粒與水作用所形成的結(jié)合水的變化結(jié)果形成了土的脹縮性，土的液限含水量大體上與土的脹限含水量相當，而縮限則大體上相當于塑限，并略低于塑限。影響收縮性能與土的膨脹的主要是濃差滲透吸附結(jié)合水。而塑性指數(shù)和濃差滲透吸附結(jié)合水的數(shù)量也大致相同，其變化幅度主要取決于液限的高低。因此，塑性指數(shù)是反應(yīng)膨脹性能的很重要的一個指標。 1.2 自由膨脹率 自由膨脹率的 大小受試驗方法的影響很大，如量筒大小、凝聚劑施加與否、攪拌方法、攪拌次數(shù)、土樣制備、侵潤時間等。雖然諸多影響，但試驗表明，自有膨脹率作為膨脹土判別指標還是可行的，特別是它具有簡便快捷的特點。自有膨脹率的值取決于土的物質(zhì)組成，并且在無結(jié)構(gòu)力影響下，可初步評價粘性土的膨脹性。 1.3 液限 土粒與水的相互作用是反映土的界限含水量的靈敏指標之一，在一定程度上反映了土的親水性能。對于具有高收縮性與高塑性的粘性土，液限越低，塑限越高，則土的膨脹潛勢就越小。采用界限含水量特征值，作為膨脹土的判別指標是 可行的，而且也是一個重要指標。 1.4 小于 0.005 粘粒含量 粒度成分是反映膨脹土物質(zhì)組成的基本特性指標，土中小于 0.005mm 的粘粒成分分含量越高，表明蒙脫石成分較多，分散性好，比表面積大，新水性強，膨脹性越大。所以采用土中粘粒含量指標，也可以用來進行膨脹土的判別。 膨脹土的分類 2.1鐵路工程特殊巖土勘察規(guī)程分類法。鐵道部在2002 年制定的行業(yè)標準規(guī)定，膨脹土的判別一般分為初判和詳判。初判時，土的顏色、土質(zhì)、現(xiàn)場地貌、結(jié)構(gòu)以及自然地質(zhì)現(xiàn)象符合膨脹土的現(xiàn)場宏觀特 征，應(yīng)判為膨脹土。詳判時，采用自由膨脹率、蒙脫石含量與陽離子交換量三項指標來判定。 2.2 風干含水量法 該方法是由譚羅榮教授提出的一種新的膨脹土判別分類圖。這種方法因為離散型比較大，所以在實際工程應(yīng)用中不容易控制，這里就先不說了。 2.3 多指標數(shù)學式判別與分類法 主要采用逐步回歸分析與主因子分析等數(shù)學方法，從而建立起綜合指標數(shù)學式來進行判別與分類，有四因子判別函數(shù)式、多變量數(shù)學統(tǒng)計法、多元線性函數(shù)判別法等。其他一些學者提出采用應(yīng)用模糊數(shù)學和灰色理論、多個指標以及專家系 統(tǒng)進行膨脹土脹縮等級判別。 2.4 塑性圖判別與分類法 該方法是由卡薩格蘭首先提出，再由李生林教授做出了深入的研究。該圖的橫軸直角坐標是液限，縱軸是塑性指數(shù)。運用塑性圖聯(lián)合使用塑性指數(shù)與液限來判別膨脹土，不僅能夠在一定程度上反應(yīng)控制形成脹塑性能的濃差滲透吸附結(jié)合水的發(fā)育程度，而且能反映直接影響脹塑性能的物質(zhì)組成成分。 2.5 規(guī)范判別分類法 國家標準 “ 膨脹土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范 ” 提出了按膨脹土的工程地質(zhì)特征進行初判，再按照自由膨脹率大小劃分膨脹土的膨脹潛勢方法。因為自由膨脹率 在測試過程中的人為因素干擾甚多，這就表明用標準量筒量取的密度相差過多，即使使用了同一種土壤，人為的因素對于土的碾細也會使土樣的質(zhì)量存在較大的差別。因而對于該指標的可靠性以及能在多大程度上反映膨脹土等方面一直存在較大爭議。所以其結(jié)果不能完全代表土質(zhì)的真正膨脹潛勢。 2.6 最大脹縮性指標分類法 這個方法是柯尊敬教授按照最大脹縮性指標進行分類的，他主張：土的粒度組成和礦物成分，以及宏觀與微觀結(jié)構(gòu)特征的影響，同時能夠消除密度狀態(tài)和土的溫度的影響，也就是不隨密度狀態(tài)和土濕度的變化而變化，而且還要適 應(yīng)脹塑土各向異性的特點。 2.7 多指標綜合判別分類法 根據(jù)液限、線脹縮率與粘粒含量，以及離子交換與比表面積進行分類。這些指標對強度特性和土的膨脹性都有重要影響，特別是比表面積能夠反映含有粘土礦物的土體，比表面積增大，顆粒表面自由能亦增加，顆粒與介質(zhì)溶液之間作用更強，是顆粒間水化膜厚度增大，從而降低了土體強度。 2.8 南非威廉姆斯分類標準 該標準提出聯(lián)合使用塑性指數(shù)以及小于 2 微米顆粒的成分含量作圖對膨脹土進行判別分類，分為極高、高、中等、低等 4 級。 2.9公 路路基設(shè)計規(guī)范分類 該分類提出按照塑性指數(shù)和標準吸濕含水量進行分類和判別的方法。標準吸濕含水量是在標準溫度和標準相對濕度下，膨脹土試樣恒重后的含水量。標準吸濕含水量與陽離子交換量、蒙脫石含量、比表面積等含量之間存在近似線性的關(guān)系。標準吸濕含水量是近些年來剛剛提出的一個指標，該含水量與陽離子交換量、蒙脫石含量、比表面積之間的相關(guān)聯(lián)系僅進行了局部范圍的適用性驗證，還未進行大范圍的驗證，那么作為膨脹土的判別與分類指標還需要廣泛的試驗工作。 3、結(jié)束語 膨脹土是影響道路及其他建筑物的 一種特殊土質(zhì)，在實際工程中如果處理不當，其破壞力是巨大的。解決膨脹土的問題，應(yīng)該從影響其物理、力學性質(zhì)變化的內(nèi)在因素和外在因素上考慮，結(jié)合工程具體實際，采用較為合適的處理方式。膨脹土的判別與分類是一個目前還沒有很好解決的復(fù)雜問題。開展膨脹土判別與分類方法研究具有重大工程價值。筆者對膨脹土的判別與分類相關(guān)研究成果做了簡要回顧，這些方法判別精度高，可靠性強。為進一步解決這類問題而著有幫助。 參考文獻： 【 1】膨脹土快速判別及分類方法研究 鞠佳偉長江科學院 2011 年 【 2】徐晗 ；黃斌 ；何曉民 ；膨脹巖工程特性試驗研究A；2007 重大水利水電科技前沿院士論壇暨首屆中國水利博士論壇論文集 C；2007 年 【 3】賀潔 ；膨脹土分類方法探討以及抗剪強度的試驗研究 D；大連理工大學 ；2001 年 閱讀相關(guān)文檔 :高壓充填一次管柱防砂工藝技術(shù)的研究 較大直徑圓型水池結(jié)構(gòu)設(shè)計方法淺談 杭甬鐵路客運專線某箱梁預(yù)制場地基處理方案簡述 施工企業(yè)施工管理控制淺析 三維激光掃描儀在構(gòu)建油氣田數(shù)字管網(wǎng)中的應(yīng)用 加強內(nèi)控制度建設(shè) ,提高企業(yè)管理水平 高壓噴射注漿法土體加固 在地鐵深基坑工程的應(yīng)用與控制 從微觀經(jīng)濟學原理淺談房產(chǎn) “ 限購令 ” 基于強度折減法的深基坑整體穩(wěn)定性分析 水電工程施工技術(shù)及注意問題的分析 高層建筑的節(jié)能設(shè)計與施工 油氣管