文摘

评价膨胀行为是重要的结构设计在膨胀土地区,特别是公路对路面产生的膨胀压力和保持结构在垂直和水平方向由于渗透。在这项研究中,修改了不饱和固结固结仪提供同步测量垂直膨胀应变(VSS)和侧压力(LP)的膨胀土在恒净法向应力和基质吸力控制。垂直肿胀(VS)进行了试验和侧肿胀(LS)试验研究各向异性肿胀的行为。意味着净应力和应力比的影响在VSS调查,和各向异性非饱和膨胀土的膨胀行为特点是使用各向异性胀大比。结果表明,VSS非线性下降,平均净压力增加,增加净应力比增加。膨胀土会迅速进入被动状态下由于侧向膨胀压力相对较低的附加费,主要从垂直主轴旋转方向横向方向,这进步为光保留结构被动失败的可能性。各向异性肿胀行为客观存在,随基质吸力和净正常压力,这对于工程应用不应该被忽视。

1。介绍

膨胀土广泛分布在世界各地。越来越多的高速公路已经建成与直接利用膨胀土路基填充材料在中国南部,一个潮湿的亚热带气候区和丘陵和山地1]。归功于蒙脱石混层矿物,膨胀土表现出大体积变化时,上部荷载和/或他们的含水率变化(2- - - - - -4]。如果这个体积变化是受限制的,可以创建卓越的膨胀压力(5- - - - - -8),导致严重损害周围结构(9- - - - - -12]。随着含水量增加由于毛细管效应平衡含水量和水迁移通过人行道上的裂缝,衬底的膨胀土路面不仅膨胀垂直,横向膨胀。据报道,侧向膨胀压力不等于垂直膨胀压力和可能超过垂直膨胀压力在某些情况下(13,14];肩膀墙会容易损坏等遭受相当大的侧压力,随后路面结构失败。需求的高质量的路面近年来迅速增加(15];因此重要的持久的路面评价膨胀土的各向异性膨胀行为。

问题对膨胀土的侧向膨胀压力在过去几十年一直特别关注的。几个侧向压力的测量进行了使用各种技术;Komornik和Zeitlen16)修改一个固结仪环薄壁部分使用电子应变线来确定侧向压力,发现侧压力远远大于泛滥后的竖向荷载。奥弗(17)指出,侧向压力的测量中的错误会发生在固结仪环如果允许任何侧向压力。类似与横向应变补偿装置是为测试开发的压实粘土样品与恒定的垂直压力下不同初始密度;结果表明,侧向膨胀压力增加初始密度增加。Avsar et al。13],Windal和Shahrour [18),Monroy et al。19,阿巴斯et al。20.)也使用相同的技术探讨侧压和轴向应变。此外,液压三轴仪,压力可以控制在两个轴向和径向21- - - - - -24)和3 d膨胀收缩装置,可以改变边界条件(25- - - - - -27]也常用调查水化后膨胀土的体积变化行为。与此同时,其他测试技术测量膨胀压力也发达。凯特和Katti [28)使用一个容器罐调查黑棉土侧压力的变化与各种附加费,侧压力的测量由刻度盘通过活塞的运动。Ikizler et al。29日)设计了一个硬钢立方盒(300毫米×250毫米×300毫米)与土压力传感器连接表面的盒子,肿胀压力测量的横向和垂直方向恒容条件下。Zhang et al。30.)使用了一个可调固结仪环测量侧向膨胀压力和垂直膨胀应变浸后在不同垂直压力下,最近开发出一种立方测试装置测量的侧向膨胀压力及其与膨胀应变的变化受到不同垂直压力和干密度(31日]。这些研究结果显示,侧压力增加而增加的淹没侧向封闭条件下垂直压力(18,32]。侧向压力随时间的变化表现出快速增量在润湿的早期阶段,直到接近峰值,然后侧压力会降低最近保持稳定(29日,33,34]。行为,此外,各向异性肿胀的侧向膨胀压力测量与测量垂直膨胀压力泛滥后,被许多研究者发现(2,9,35,36),这应该归功于粒子取向。在整合过程中,粘土颗粒随机取向是首选的方向垂直于方向旋转主要整合压力(37]。膨胀压力的方向垂直于粒子取向大于粒子取向方向平行于(4]。然而,以往的研究从最初的不饱和状态进行完全饱和状态,未能提供膨胀土的侧向压力对基质吸力的变化。显然,膨胀土的侧向压力动员由于降雨入渗或从环境中水分交换(38,39)和侧压力与基质吸力的发展,和净法向应力和基质吸力的影响在肿胀需要进一步的理解。

本文试图探讨非饱和膨胀土的膨胀各向异性控制基质吸力。首先,一个可伸缩的固结仪环结合micro-Earth压力用于不饱和固结仪同时同步测量的垂直整合膨胀应变(VSS)和横向(LP)由膨胀土产生的压力。其次,考虑到膨胀各向异性引起的粒子取向,修改了样品制备方法。肿胀测试与降低基质吸力和持续净正应力进行大会准备的样品制备方法,和由改性制备方法,分别。此外,比较研究是基于获得的溶胀行为进行测试,从两个不同的肿胀的影响意味着净应力和应力比体积变化进一步讨论。最后,考虑升沉估计方法意味着净应力和基质吸力的影响,提出了和一个各向异性的溶胀比表征非饱和膨胀土的膨胀各向异性。

2。试验装置

2.1。试验装置

不饱和整合(UC)固结仪修改同步测量的VSS和LP的土壤标本形成净法向应力和基质吸力下,由加载系统、测试系统、监控系统、空气和水控制系统,如图1。


图1
加州大学固结仪示意图:(1)垂直数字位移计,(2)反应,(3)压力传感器,(4)数据记录器,(5)气泵,(6)水泵、电磁阀(7),(8)泡沫冲洗细胞,(9)截流阀。

在测试系统中,传统的固结仪环取代一个白手起家的可伸缩的戒指,其上有一个土压力传感器测量的综合资讯在测试过程中,如图2。


图2
可伸缩的圈的示意图。

可伸缩的环使用不锈钢材料的壁厚1.5毫米,以确保足够的刚度。方便放置的标本,可调打开关节和一个调整螺钉的设计稍微控制打开和关闭的可伸缩的戒指。对面,一个槽(20毫米×18毫米×20 mm)将micro-Earth压力传感器设计,弧形板,塑料丙烯酸分离器。土壤标本(ϕ61.8毫米 30毫米)周围环墙和弯曲测试期间的镀。外侧压力产生的样本将被运送到地球压力传感器虽然不锈钢弧形板。垂直槽表面涂有润滑剂减少摩擦与弯曲的板。micro-Earth压力传感器(ϕ20毫米 12毫米)是一个电阻应变类型,它可以测量压力范围从0到1000 kPa的精度±1.0 kPa。错误会发生在测量弯曲板直接触摸地球压力传感器,所以塑料丙烯酸分离器(ϕ12毫米 1毫米)是用于连接到压力传感器,以确保稳定和准确的读数。此外,由于面临标本之间的面积和弯曲板的面积不同于脸弯板和土压力之间,LP的价值是0.283倍的阅读后计算土压力传感器。

加载系统包括压力传感器、反应框架,和细胞的基础。设备安装后,反应框架是固定的,和垂直压力可以加载或卸载与细胞基础上下移动。压力传感器可以测量压力范围从0到500 kPa的精度±1.5 kPa,用于精确控制垂直压力。细胞基础将停止直到垂直压力达到目标值,监测和控制的软件界面。空气和水控制系统,分别用气泵和水泵控制孔隙气压力和孔隙水压力;空气压力和水压力传感器也被包含在泵。此外,泡沫冲洗细胞包含在这个系统,用于消除测试过程中累积泡沫。

监控系统包括所有的传感器和传感器连接到计算机通过数据记录器的软件界面。在测试期间,所有这些传感器的读数都被软件界面。与传统的固结仪相比,这个装置是有利于测量VSS和LP受到特定的净法向应力和基质吸力。

2.2。校准

在先前的研究中,附件是成功申请的可伸缩的环测量浸水后膨胀土的侧压力(30.),K0条件验证了实现记录的最大横向应变小于0.04%最高的横向载荷作用下,根据ASTM D2435 / D2435M-11 [40]。然而,仪器放入封闭的细胞在这项研究中,细胞内,空气压力作用于压力传感器,可能影响测量系统。所以,校准的影响为研究空气压力在地上压力传感器,水压力保持不变40 kPa校准期间,从而最大空气压力是240 kPa实现目标200 kPa的基质吸力。阅读的结果表明,土压力传感器保持零当空气压力的最大值是应用在校准期间,这表明,气压对阅读没有影响地球的压力传感器,当空气压力小于240 kPa。

3所示。材料和方法

3.1。材料

土壤样本获得的深度约5.0 - -6.0米以下地面在LongBai K173 + 300 (Longlin-Baise)高速公路在广西壮族自治区,位于中国的西南地区(23°48′11“N;106°43′11“E),这属于百色盆地的一部分。

界限含水量、粒度分布和肿胀指数测定按照中国土壤测试方法对公路工程(JTG e40 - 2007) [41]。土壤的粘土质矿物样品主要由I / S伊利石/蒙脱石混层矿物的含量高45%。土壤,这显示了一个高度物化活动基于蒙脱石的含量(16.6%)和可交换阳离子(主要是Ca2 +和毫克2 +)。这些土壤特征的总结如表所示1;肿胀的潜力这确定土壤介质根据膨胀土在公路工程的分类标准42]。

表1
百色膨胀土的物理和索引属性。

此外,普罗克特压实试验使用干燥制备方法也进行了,根据ASTM D1557-12e1 [43]。普氏压实曲线如图3。


图3
百色膨胀土的普罗克特压实曲线。

如图3,最大百色膨胀土的干容重是17.2 kN / m3,最优含水量为17.9%。膨胀土是通常用作低路堤,填充材料的压实度要求93%以上。因此,93%的最大干容重条件和最优含水量选择了样品制备。

3.2。方法

文献综述表明,粘土颗粒压实后宁愿压实的方向垂直于方向;它提供了可能的测量VSS在原始横向和LP原始垂直方向如果压实试样旋转了90度。根据这一考虑,两种测试进行标本与不同的样品制备方法,即对测试和LS测试。样本用于测试VS系列是由常规方法,同时为LS的测试是由改性样品制备方法。

3.2.1之上。样品制备

之前样品制备,土壤样本是首先干在烤箱的温度105°C,然后粉碎,筛选获得粘土粉颗粒大小范围小于1毫米。其次,粘土粉是完全与蒸馏水混合达到所需的水分。防止损失的水,实现统一的内容,混合土壤储存在密封的塑料袋,72 h的容器。最后,混合土壤应再次进行筛选,确保获得大小是1毫米以下样品制备之前,因为它是容易聚集在膨胀土与水混合。故意的均质性标本,标本采样prespecimen如图4。

(一)
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(b)
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图4
样品制备的示意图。(a)和测试。(b) LS测试。

prespecimen准备在一个白手起家的样品制备框通过静态压缩的压缩率3毫米/分钟。所有prespecimens被层压实层厚度的10毫米。静态压实后,prespecimen demolded从盒子里,这是一个正方体的边长70毫米。对测试的样品是直接从prespecimen的固结仪环刀取样(ϕ61.8毫米 沿着垂直方向30毫米),大多数的显微结构的粒子东方沿着垂直的水平方向。至于标本在LS测试中,立方体首先旋转了90度,然后从旋转prespecimen采样的固结仪环刀沿着垂直方向;在那个时候,大多数的显微结构的粒子东方沿着垂直方向垂直。所有标本在固结仪切割环随后demolded。

来证明如果修改后的样品制备方法可以满足需求为研究各向异性肿胀行为和粒子取向是否真的存在于压实百色膨胀土,SEM显微图,分别从垂直方向(压实方向)和水平方向(垂直于压实方向)的压实百色市膨胀土如图5。

(一)
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(b)
(b)
图5
扫描电镜显微图的压缩百色市土样在竖直方向(a)和(b)水平方向。

结果表明,压实真正的有明显的偏好水平方向上粒子,是加强面对面结构如图5。

3.2.2。肿胀的测试

之前的设置修改加州大学固结仪,几次的排水和满足的水首先接受了通过控制水泵排气管道内的空气。然后,水压力的最大50 kPa应用在磁盘上。HAEV磁盘开始脱气和饱和;它可以被视为饱和,直到水被发现出现在HAEV盘的顶面。关闭截流阀将有利于加速的饱和过程有磁盘。饱和后的磁盘,demolded标本被转移到可伸缩的固结仪戒指。然后,可联合定位的调整螺丝保持最初的阅读侧压2 kPa∼3 kPa良好接触。可伸缩的环放入修改加州大学固结仪,仪器是设置如图1。

在测试过程中,截流阀应保持开放,和水压力应该保持不变,可由软件控制界面。在垂直压力(σz),空气压力(u一个)和水压力( )都是应用于标本,土壤标本即将淹没的情况下给出净正应力(σz- - - - - -u一个)和基质吸力(u一个- - - - - - )。所需的基质吸力水平应用逐步减少空气压力,应该进入下一个层次,直到侧压力的变化;垂直形变数据收集在300秒的间隔,分别小于1 kPa, 0.01毫米在4小时的时间框架。

此外,在每一层,应用垂直压力也应该减少的减少空气压力保持恒定的净压力正常。标本应该淹没在恒定的净正应力,VSS和LP在某些净法向应力和基质吸力可以记录实时监测系统。

4所示。测试程序

VS测试和LS测试进行压实百色市膨胀土标本中修改后的加州大学固结仪。这些标本都是准备在17.9%的初始含水量和干容重16.0 kN / m3。最初的基质吸力是大约500 kPa以滤纸法来衡量,根据ASTM D5298-16 [44]。测试在这项研究中参与十测试系列,其中ID表示测试方法和净正应力;总结在表提供这些测试系列的2。

表2
总结测试计划的条件。

每个测试进行净法向应力不变的条件下,遵循了同样的基质吸力下降路径。例如,VS-50称为VS测试受到净50 kPa的正常压力。200⟶100提到从200 kPa的基质吸力下降到100 kPa。试样的初始基质吸力将压缩NNS被加载后,因为没有肿胀压力会产生反击外部负载时基质吸力的增加是零,这将完全改变其初始体积和干容重。因此,基质吸力的测试系列从200 kPa然后下降到零。

5。结果分析

基质吸力的VSS不同这些标本在不同NNS实时记录通过实验室吸力控制肿胀试验,发现了类似的趋势在所有测试系列中,和VSS的变化曲线与基质吸力的测试在VS系列试验和LS试验绘制在图6。

(一)
(一)
(b)
(b)
图6
VSS的变化在不同NNS与基质吸力(a)和测试和(b) LS测试。

如图6,对测试和LS测试,VSS逐渐增加,基质吸力降低,和VSS的增长变得更快,当从50 kPa基质吸力下降到0 kPa;这种现象应该归功于独特的膨胀土的微观结构。当膨胀土标本开始吸收水分,土壤内的大孔隙首先装满水,导致光扩张像常见的粘土。同时,蒙脱石矿物晶体层也吸收水,和水晶层内的距离会越来越远在此期间,这促进了膨胀过程。对于常见的粘土,光线会逐渐扩张大孔隙是装满水时保持稳定。然而,对于膨胀土,晶体层内的膨胀过程将继续膨胀,这样一个巨大的增长VSS在膨胀过程中被记录。此外,VSS NNS在每个基质吸力的增加下降水平,和发自会降低膨胀土的膨胀变形标本。

所有测试系列的LP值也被记录在每个基质吸力水平下得到不同,和图7说明了LP与发展年代各种NNS(基质吸力)。LP值的瞬态数据记录一旦得到加载,这也显示在图7随着LP - 500 kPa的基质吸力下的值。

(一)
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(b)
(b)
图7
LP在不同NNS与基质吸力的变化(a)和测试和(b) LS测试。

从图7所有测试的LP系列增加与减少基质吸力和往往是稳定的基质吸力接近零。有意思的是注意到LP与基质吸力的发展似乎截然相反的VSS;LP经历了一个快速增加时,基质吸力大于50 kPa。这种现象可以解释如下。膨胀土标本将首先反击外部负载(例如,发自或侧向约束)在VSS之前发生。然而,VSS不会发生,直到产生垂直膨胀压力大于加载NNS;当时,LP已经增加到一个相当大的价值,导致一个巨大的增长在LP从500 kPa基质吸力下降到50 kPa。

此外,它还表明,LP在每个基质吸力增加而得到的增加水平。如上所述,LP的膨胀土的侧向压力引起的垂直应力服从规则的弹性力学,因为润湿和侧向膨胀压力。泊松比的推荐值从0.2(干砂)到0.5(不排水条件下饱和粘土测试)45泊松比),它显示了一个事实会增加与基质吸力的减小。因此,垂直应力造成的LP与基质吸力下降也将增加。此外,膨胀土的侧向膨胀压力产生在这润湿过程,也增加了与垂直压力(20.,30.),因此侧向膨胀压力的双重影响和LP引起的垂直应力导致的增长与增加NNS LP。

此外,LP记录没有得到VS-0 LS-0 44.7 kPa和77.0 kPa,分别,这是纯粹的侧向膨胀压力。它表明一些侧向膨胀压力仍将产生与横向限制即使没有任何附加费。这些结果同意现场调查的监测结果46,47];侧向膨胀压力监测在15∼25厘米以下地面从20 kPa 50 kPa,现场条件可以被视为一种零附加费和横向限制条件。因此,靠近地面的侧向膨胀压力不容忽视;然而,它通常被认为是一分之零之前的研究。

6。讨论和研究

在本节中,应力条件的影响,包括意味着净应力和应力比体积应变(= VSS)调查,和被动的出现故障的可能性是合理的根据净应力比和被动土压力系数。最后,非饱和膨胀土的各向异性肿胀行为特征。

6.1。VSS意味着净压力的影响

膨胀土的体积应变导致了主要来自平均净压力应用于标本(48]。在本节中,意味着净压力对体积变化的影响进行了研究。膨胀土标本在固结仪设置环;因此,体积应变等于VSS在这项研究中,和平均净压力可以计算使用 在哪里p平均净压力,kPa; 是垂直净压力,kPa,相当于NNS在这项研究;和σl是横向净压力,kPa,等于LP在这项研究中。图8表明VSS的趋势意味着每个基质吸力下净应力水平。

(一)
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(b)
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图8
VSS在不同基质吸力的变化与平均净压力(a)和测试和(b) LS测试。

从图8,VSS非线性下降意味着净增加的压力。比较图8(一个)与图8 (b)从这些曲线的斜率,观察到的影响意味着净压力VSS在VS系列测试更重要。尽管VS测试系列的最大VSS比LS系列测试,其最大净压力是更少。一旦初始干容重和含水量是选择,膨胀土的蒙脱石标本的内容确定压实后,肿胀可能也是如此。润湿过程中,膨胀势转化为肿胀压力如果不允许变形,或肿胀变形,如果样品是免费的肿胀。不同的NNS和边界条件导致膨胀应变的不同组合和肿胀压力在垂直或横向方向。由于肿胀的潜力,确定膨胀土产生较大的VSS将经历更小的LP,所以样品在相同NNS经验少意味着净压力。

随着衬底在人行道上,预测膨胀土的胀是必要的和重要的。基于实验数据,VSS ( ),意味着净压力(p)和基质吸力(年代)被归一化 在哪里 VSS在特定网络正常压力和零基质吸力,%;p自动取款机标准大气压力,等于101.3 kPa;年代0初始基质吸力,kPa;α,β,和θ拟合参数。拟合结果如表所示3;它显示了良好的相关性与测量数据的拟合相关系数在0.97。

表3
拟合的结果(2VS和LS系列测试。

图9显示预测VSS使用之间的比较(2)和测量的VSS VS和LS测试。可以看出,模型预测与测试测量提供了一个很好的协议。这表明该估计方法提出了(2)能够反映膨胀土的moisture-sensitive和stress-dependent行为,可用于绞估计如果膨胀土的高度层是已知的。


图9
比较预测的VSS使用(2)和测量VSS从实验室测试。
6.2。在VSS净应力比的影响

净应力比描述了边界条件的样本,这是垂直压力和侧向压力的比率可以计算 在哪里K0净应力比;上面提到的其他符号方程。图10显示与净应力比(VSS的变化K0)标本在不同NNS和基质吸力,除了VS-0和LS-0测试系列。

(一)
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(b)
(b)
图10
VSS的变化在不同基质吸力和净应力比K 0在(a)和测试和(b) LS测试。

从图10也很明显,净应力比影响VVS。倾向的观察这些曲线,它表明,净应力比的影响在VSS NNS增加变得更强。此外,净应力比的增加,导致VVS的增长,这应归因于增加侧向约束对标本;大多数的肿胀的潜力标本将直接发布在垂直方向。此外,对比图10 ()与图10 (b)净应力比的影响,对测试系列是比LS的测试系列。同样的净应力比,VSS在VS测试系列的大小比LS测试系列;然而,LS测试系列的标本将经历一个更为强大的横向监禁以来最大K0是接近7.0。

图11演示了开发与应力状态的测试系列润湿。


图11
应力状态在润湿的发展。

在VS测试系列,NNS保持不变而LP日益增长由于润湿;LP是基质吸力时小主应力相对较高,所以抗剪强度下的莫尔圆还破坏包络线。然而,随着基质吸力不断减少,侧向膨胀压力达到了一个重要的价值,导致LP的显著增长。同时,最大主应力轴旋转从垂直方向横向NNS时相对较低,在LP大于NNS,成为了最大主应力。在此期间,莫尔圆的直径会一直增加,直到达到剪切强度破坏包络线,如图11。它还表明,侧向膨胀压力将推动被动失败的可能性为结构建立在地面附近横向约束。

来证明如果标本进入被动状态,实验室饱和抗剪强度进行了测试获得被动土压力系数Kp。标本被在同一初始含水量为17.9%。最初的干燥单元权重选择从14.0 kN / m316.0 kN / m3,包括全系列的最终测试VS系列的干容重从14.7 kN / m315.8 kN / m3。结果如表所示4。

表4
实验室剪切强度测试的结果。

表4表明,饱和标本的内摩擦角增加附加费,因为增加的干容重。在表4,Kp变化从1.53到1.90,而净压力比零基质吸力下的标本测试VS系列4.54和- 12.5,2.58为VS-25 VS-50 1.44,和1.07 VS - 100。净应力比的价值vs - 12.5, VS-25之外Kp价值。它表明,被动失败会真正发生光结构侧向约束建立在较浅的深度为1.25米,如果土壤容重被假定为20 kN / m3。

6.3。描述各向异性肿胀的行为

尽管VSS的变化和LP VS测试系列和LS测试系列显示类似的趋势,这些值的大小显然是不同的。发现VSS在VS测试系列的大小比LS测试系列,在LP的大小与测试不到的LS系列测试系列。在先前的研究中,膨胀压力比(SR)是用来描述膨胀各向异性,这就是压力的比值来衡量在横向方向的垂直方向泛滥(9,49]。SR在某些情况下的计算值超过1.0时,垂直等价物相对较低。然而,膨胀能力的方向是正常的粒子取向大于平行方向(5]。因此,困惑描述各向异性肿胀行为SR值。

在本节中,考虑到LP VS测试系列和LS系列测试测量同一NNS和基质吸力下,非饱和膨胀土的各向异性肿胀行为特点是使用各向异性肿胀比率(ASR) 在哪里 和LPlLP在VS测试系列和LS测试系列,分别。图12显示了ASR与基质吸力的变化对不同得到。


图12
各向异性的变化与基质吸力胀大比。

观察到人造硅视网膜是起伏的基质吸力下降,这表明,应力重分布不断发生在润湿。零的条件得到很特别的LP测量值完全值纯侧向膨胀压力。人造硅视网膜对0的NNS kPa表现出一个明显的变化,ASR增加从0.36到0.64的基质吸力下降200 kPa 0 kPa。它可能表明,各向异性膨胀行为会降低但仍作为膨胀土逐渐吸收的水环境。

此外,海军新闻也对ASR ASR的变化成为影响较小的增加得到。人造硅视网膜变化从0.36到0.81中发现了ASR虽然没有明显的关系,得到和基质吸力。因此,不当容易多个垂直肿胀的经验系数估算侧向膨胀压力的压力。各向异性肿胀行为时应该考虑设计geo-infrastructure主要是受到外部负载从横向方向。

7所示。结论

调查各向异性的实验研究膨胀土的膨胀行为通过使用不饱和固结固结仪,标本,分别取样从压实立方prespecimens垂直和横向方向,考虑土壤颗粒压实后的择优取向。

类似的变化趋势发现VSS和膨胀土的LP标本受到不同NNS和基质吸力VS和LS系列测试。VSS逐渐增加,基质吸力的减少;这增加的速度越来越快的基质吸力下降50 kPa 0 kPa。与此同时,LP与基质吸力下降也增加了。从VSS的发展,然而,相反的LP经历了一个快速增加时,基质吸力大于50 kPa。这种现象应该归功于独特的膨胀土的微观结构和边界条件。

VSS非线性下降意味着净压力的增加同样的基质吸力;意味着净应力的影响在VSS在VS系列测试更重要。尽管VS测试系列的最大VSS比LS系列测试,其最大净压力是更少。由于肿胀的潜力,确定膨胀土产生较大的VSS将经历更小的LP,所以样品在相同NNS经验少意味着净压力。评估方法考虑的影响是一个净压力和基质吸力预测提出了膨胀土的胀,模型预测与测试测量提供了一个很好的协议。

净应力比(K0VVS)也有影响,净应力比的增加,导致VVS的增长,这应归因于增加侧向约束对标本。同样的净应力比,VSS在VS测试系列的大小比LS测试系列;然而,LS测试系列的标本将经历一个更为强大的侧向约束最大净应力比为7.0。在测试期间,NNS保持不变,而润湿的LP日益增长,因为;因此,莫尔圆的直径会一直增加,直到它接触到剪切强度破坏包络线。与被动土压力系数计算Kp基于剪切强度试验,侧向膨胀压力的发展领域被动失败的可能性光结构建立在较浅的深度完全侧向约束。

VSS和LP值的大小非常不同与测试系列和LS测试系列。各向异性溶胀比(ASR)定义基于VS和LS测试系列的测试结果。观察到比率是起伏的基质吸力下降,和发自影响膨胀各向异性,ASR变化从0.36到0.81。很明显,人造硅视网膜下零NNS从0.36增加到0.64作为基质吸力下降,这表明各向异性膨胀行为会降低但仍作为膨胀土逐渐从环境中吸收水分。因此,不当容易多个垂直肿胀的经验系数估算侧向膨胀压力的压力。

数据可用性

手稿中提出的所有数据和分析从实验室测试在长沙长沙科技大学,中国。所有的实验室测试数据和表中的数据提出了手稿。作者会很高兴分享所有的原始数据。数据包含在这个手稿可按照客户要求定制相应的作者。

的利益冲突

代表所有作者,作者认为没有利益冲突。

确认

这项研究得到了国家自然科学基金(51978085和51978085号),研究和发展中国铁路工程集团有限公司有限公司(nos K2020G036和2019 ky28)。