CN108333330A - 干湿循环条件下土的膨胀记忆特性膨胀力试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种干湿循环条件下土的膨胀记忆特性膨胀力试验方法，一、选取原状膨胀性土，制备试验所需的试样；二、开展首次膨胀力试验；三、开展干、湿循环条件下的膨胀力试验；四、绘制每次膨胀力试验得到的膨胀力值与对应试验次数的关系曲线，分析确定两者之间的内在关系；五、整理试验数据，分析试验结果，判断第几次膨胀力试验得到的膨胀力值满足设定要求，研究干、湿循环条件下所述原状膨胀性土的膨胀性记忆特性。采取本发明特定的试验方法研究膨胀性土在干湿循环条件下的膨胀性变化特征和趋势，为膨胀性土的工程处理提供新的方法依据。使得通过人为控制干湿条件变化来处理膨胀性成为可能，为水库大坝堤防等工程安全运行方式提供技术支撑。
Description
技术领域
本发明涉及岩土工程领域，尤其是涉及干湿循环条件下土的膨胀记忆特性膨胀力试验方法。
背景技术
膨胀土是一种遇水膨胀、失水收缩、胀缩效应十分明显的特殊粘性土。膨胀土在世界范围内分布极广，遍及六大洲。我国是膨胀土分布最广的国家之一，主要分布于我国广西、云南、四川、陕西、贵州、新疆、内蒙古、山西、湖北、河南、安徽等20多个省区。膨胀土在天然状态下常处于坚硬状态，但对气候和水文因素有较强的敏感性。膨胀土遇水会发生体积膨胀，失水时体积收缩并形成收缩裂缝；膨胀土的胀缩变形对道路、建筑、管线、水利工程等产生严重的危害，而且膨胀土胀缩引起建筑物的破坏常常具有多次反复性和长期潜在的危险性，我国每年因膨胀土造成的相关经济损失估计达150亿美元以上。因此，膨胀土常被工程界称之为灾害性土。随着大规模的铁路、公路以及水利工程的建设，对膨胀土的研究已经成为当前岩土工程的重要研究方向之一。为确保膨胀土地区工程建设的安全，需要对膨胀土进行有效处治；目前的处治方法主要有换填法（将具有膨胀性的土换填为非膨胀粘性土）；物理、化学、生物技术以及利用固体废物改良法。但是上述方法不仅存在成本高的问题，一定程度上，尤其应用在渠道工程，还会存在环保问题。基于上述现状，针对膨润土工程地区，提供一种具有经济、有效的处理方法对于确保工程建设安全具有重要意义。
发明内容
本发明目的在于提供一种干湿循环条件下土的膨胀记忆特性膨胀力试验方法，针对膨胀土的土质特点和工程处理的难题，结合工程实际运行条件，通过研究干湿循环条件下土的膨胀记忆特性，获取膨胀性的强弱与干湿循环次数的关系，从而找到一种简单、经济改善膨胀性土膨胀的方法，并为工程处理提供技术支撑。
本发明所述干湿循环条件下土的膨胀记忆特性膨胀力试验方法，按照下述步骤进行：
第一步、样品制备：
选取原状膨胀性土，避免样品扰动，制备试验所需的试样；
第二步、开展首次膨胀力试验：
采用常规的膨胀力标准试验方法：
a、将所述试样放到容器中，试样上部依次放上透水板和盖板，安装好量表后，在所述盖板施加1kPa的压力，调整所述量表记录初始读数；然后向所述容器中注入纯水，并保持水面高出试样；当试样开始膨胀且膨胀量≦0.01mm时，在盖板上第一次施加平衡荷载，使量表指针仍指向所述初始读数，直到2h内初始读数不变为止；2h后，当第一次平衡荷载促使试样第一次变形时，施加第二次平衡荷载，使量表指针指向试样第一次变形时的读数位置，直到2h内所述第一次变形时的读数不变为止；
b、2h后，当第二次平衡荷载促使试样第二次变形时，施加第三次平衡荷载，使量表指针指向试样第二次变形时的读数位置，直到2h内所述第二次变形时的读数不变为止；
重复上述b步骤，直到设定的最后一次施加平衡荷载产生的变形量等于上一次施加平衡荷载时试样的变形量时，即认为试样变形稳定；试验结束，卸掉荷载，根据膨胀力计算公式（1）计算第1次膨胀力试验的膨胀力；
pe=k×(W/A) ×10 (1)
式中：pe—膨胀力，kPa;
W—总平衡荷载，N；
A—试样面积，cm2；
k—压缩仪杠杆比；
10—单位换算系数；
第三步、开展干、湿循环条件下的膨胀力试验：
用吸水球吸去第二步b步骤中试验结束后容器内的水，避免试样扰动；然后将试样与容器一起放入烘箱，在温度105~110℃下烘至恒重，再将烘干后的试样按照第二步的试验步骤进行膨胀力试验，根据膨胀力计算公式计算第2次膨胀力试验的膨胀力；
重复上述步骤，根据设定要求，依次开展n次膨胀力试验并计算每次膨胀力试验的膨胀力；
第四步、绘制每次膨胀力试验得到的膨胀力值与对应试验次数的关系曲线，分析确定两者之间的内在关系；
第五步、整理试验数据，分析试验结果，判断第几次膨胀力试验得到的膨胀力值满足设定要求，研究干、湿循环条件下所述原状膨胀性土的膨胀性记忆特性。
第一步中，采用面积为30cm2、高为2cm的环刀制备试验所需的所述试样。
本发明优点在于结合工程实际运行条件，通过土样的干、湿循环模拟工程中的水位升、降周期变化，采取本发明特定的试验方法研究膨胀性土在干湿循环条件下的膨胀性变化特征和趋势，为膨胀性土的工程处理提供新的方法依据。使得通过人为控制干湿条件变化来处理膨胀性成为可能，为水库大坝堤防等工程的安全运行方式提供技术支撑。
具体实施方式
本发明所述干湿循环条件下土的膨胀记忆特性膨胀力试验方法，按照下述步骤进行：
第一步、样品制备：
选取有代表性的原状膨胀性土，避免样品扰动，用面积为30cm2，高为2cm的环刀制备试验所需的试样；
第二步、开展首次膨胀力试验：
采用常规的膨胀力标准试验方法：
a、将所述试样放到容器中，试样上部依次放上透水板和盖板，安装好量表后，在所述盖板施加1kPa的压力，调整所述量表记录初始读数；然后向所述容器中注入纯水，并保持水面高出试样5mm；当试样开始膨胀且膨胀量≦0.01mm时，在盖板上第一次施加平衡荷载，使量表指针仍指向所述初始读数，直到2h内初始读数不变为止；2h后，当第一次平衡荷载促使试样第一次变形时，施加第二次平衡荷载，使量表指针指向试样第一次变形时的读数位置，直到2h内所述第一次变形时的读数不变为止；
b、2h后，当第二次平衡荷载促使试样第二次变形时，施加第三次平衡荷载，使量表指针指向试样第二次变形时的读数位置，直到2h内所述第二次变形时的读数不变为止；
重复上述b步骤，直到设定的最后一次施加平衡荷载产生的变形量等于上一次施加平衡荷载时试样的变形量时，即认为试样变形稳定；试验结束，卸掉荷载，根据膨胀力计算公式（1）计算第1次膨胀力试验的膨胀力；
pe=k×(W/A) ×10 (1)
式中：pe—膨胀力，kPa;
W—总平衡荷载，N；
A—试样面积，cm2；
k—压缩仪杠杆比；
10—单位换算系数；
第三步、开展干、湿循环条件下的膨胀力试验：
用吸水球轻轻吸去第二步b步骤中试验结束后容器内的水，避免试样扰动；然后将试样与容器一起放入烘箱，在温度105~110℃下烘至恒重，再将烘干后的试样按照第二步的试验步骤进行膨胀力试验，根据膨胀力计算公式计算第2次膨胀力试验的膨胀力；
重复上述步骤，根据设定要求，依次开展n次膨胀力试验并计算每次膨胀力试验的膨胀力；
第四步、绘制每次膨胀力试验得到的膨胀力值与对应试验次数的关系曲线，分析确定两者之间的内在关系；
第五步、整理试验数据，分析试验结果，判断第几次膨胀力试验得到的膨胀力值满足设定要求，研究干、湿循环条件下所述原状膨胀性土的膨胀性记忆特性。
Claims (2)
1.一种干湿循环条件下土的膨胀记忆特性膨胀力试验方法，其特征在于：按照下述步骤进行：
第一步、样品制备：
选取原状膨胀性土，避免样品扰动，制备试验所需的试样；
第二步、开展首次膨胀力试验：
采用常规的膨胀力标准试验方法：
a、将所述试样放到容器中，试样上部依次放上透水板和盖板，安装好量表后，在所述盖板施加1kPa的压力，调整所述量表记录初始读数；然后向所述容器中注入纯水，并保持水面高出试样；当试样开始膨胀且膨胀量≦0.01mm时，在盖板上第一次施加平衡荷载，使量表指针仍指向所述初始读数，直到2h内初始读数不变为止；2h后，当第一次平衡荷载促使试样第一次变形时，施加第二次平衡荷载，使量表指针指向试样第一次变形时的读数位置，直到2h内所述第一次变形时的读数不变为止；
b、2h后，当第二次平衡荷载促使试样第二次变形时，施加第三次平衡荷载，使量表指针指向试样第二次变形时的读数位置，直到2h内所述第二次变形时的读数不变为止；
重复上述b步骤，直到设定的最后一次施加平衡荷载产生的变形量等于上一次施加平衡荷载时试样的变形量时，即认为试样变形稳定；试验结束，卸掉荷载，根据膨胀力计算公式计算第1次膨胀力试验的膨胀力；
第三步、开展干、湿循环条件下的膨胀力试验：
用吸水球吸去第二步b步骤中试验结束后容器内的水，避免试样扰动；然后将试样与容器一起放入烘箱，在温度105~110℃下烘至恒重，再将烘干后的试样按照第二步的试验步骤进行膨胀力试验，根据膨胀力计算公式计算第2次膨胀力试验的膨胀力；
重复上述步骤，根据设定要求，依次开展n次膨胀力试验并计算每次膨胀力试验的膨胀力；
第四步、绘制每次膨胀力试验得到的膨胀力值与对应试验次数的关系曲线，分析确定两者之间的内在关系；
第五步、整理试验数据，分析试验结果，判断第几次膨胀力试验得到的膨胀力值满足设定要求，研究干、湿循环条件下所述原状膨胀性土的膨胀性记忆特性。
2.根据权利要求1所述干湿循环条件下土的膨胀记忆特性膨胀力试验方法，其特征在于：第一步中，采用面积为30cm2、高为2cm的环刀制备试验所需的所述试样。
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| CN201810133073.6A CN108333330A (zh) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | 干湿循环条件下土的膨胀记忆特性膨胀力试验方法 |
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Publications (1)
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| CN108333330A true CN108333330A (zh) | 2018-07-27 |
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| CN201810133073.6A Pending CN108333330A (zh) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | 干湿循环条件下土的膨胀记忆特性膨胀力试验方法 |
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2018
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