膨胀土工程特性及改性理论研究PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 膨胀土的概念与定义 1

1.2 膨胀土对工程建设的危害 1

1.2.1 膨胀土的分布及其地质成因 1

1.2.2 工程建设中的膨胀土问题 3

1.3 膨胀土研究的进展 4

1.3.1 膨胀土工程性质及膨胀机理研究 4

1.3.2 膨胀土本构模型研究 9

1.3.3 膨胀土加固改良技术研究 13

1.4 膨胀土研究的展望 18

2 膨胀土物化性质及结构 19

2.1 膨胀土的颗粒组成 19

2.2 膨胀土矿物成分 22

2.3 膨胀土物化性质 25

2.3.1 膨胀土化学成分 25

2.3.2 膨胀土阳离子交换量及可交换阳离子 26

2.3.3 膨胀土中可溶盐及胶结物 28

2.4 膨胀土结构特征 30

2.4.1 膨胀土宏观结构 30

2.4.2 膨胀土微观结构 33

3 膨胀土判别分类及膨胀机理 38

3.1 概述 38

3.2 判别分类原则及关键性指标选择 38

3.3 水汽吸附指标判别分类方法 40

3.3.1 试验土样和方法 41

3.3.2 试验结果与分析 42

3.4 膨胀土胀缩机理 45

3.4.1 影响膨胀土胀缩的因素 45

3.4.2 膨胀土胀缩机理理论 46

4 膨胀土胀缩变形特征 49

4.1 概述 49

4.2 膨胀土浸水膨胀时程特征和膨胀速率 51

4.2.1 原状样和重塑样膨胀时程曲线 51

4.2.2 膨胀变形时程阶段特征 53

4.2.3 膨胀速率参数定义及应用 55

4.3 土样初始状态对膨胀变形特征的影响 57

4.3.1 膨胀率随土样初始孔隙比的变化 57

4.3.2 初始饱和度对于膨胀率的影响 60

4.3.3 膨胀率随上覆压力的变化关系 62

4.3.4 膨胀体积中“孔隙水-气”分量变化规律 65

4.4 膨胀土循环胀缩变形特征规律 67

4.4.1 胀缩变形量随循环级数、初始状态的变化规律 68

4.4.2 胀缩循环中“含水量-孔隙体积”的变化路径 70

5 膨胀土膨胀本构模型 73

5.1 K0膨胀本构模型建立 73

5.1.1 膨胀土有荷膨胀本构关系及验证 73

5.1.2 K0膨胀本构模型一般表达式及参数取值探讨 83

5.1.3 K0膨胀本构模型的应用探讨 85

5.2 膨胀土三轴膨胀本构模型 91

5.2.1 试验介绍 91

5.2.2 南阳中膨胀土三轴膨胀本构经验模型建立 93

5.3 K0膨胀与三轴膨胀相关性分析 96

5.3.1 反分析南阳中膨胀土平均侧压力系数 96

5.3.2 反演的平均静止侧压力系数规律性分析 99

5.4 膨胀土本构模型公式应用计算程序实现 103

5.4.1 软件简介 103

5.4.2 计算模块简介 103

6 离子固化剂改性膨胀土性质研究 108

6.1 离子固化剂成分 108

6.2 离子固化剂改性膨胀土胀缩能力试验研究 109

6.2.1 改性土自由膨胀率及最优配比浓度确定 109

6.2.2 膨胀变形能力对比分析 113

6.2.3 膨胀力变化规律 119

6.2.4 收缩特征曲线及胀缩各向异性比较 122

6.3 ISS改性膨胀土承载力离心模型实验 127

6.3.1 离心模型原理和试验仪器 127

6.3.2 离心模型静力触探试验 129

6.3.3 球孔扩张理论分析改性前后锥尖阻力变化机制 132

6.4 ISS改性膨胀土耐候性 138

6.4.1 单轴无侧限抗压强度试验 139

6.4.2 破坏强度与冷端温度的关系 140

6.4.3 未改性土与ISS改性土的强度对比 142

7 离子土固化剂改性膨胀土物化机理分析 145

7.1 阳离子交换量及可交换阳离子定量分析 145

7.1.1 概 述 145

7.1.2 试样制备和试验方法 146

7.1.3 阳离子交换量及可交换阳离子变化 146

7.2 膨胀土胶粒电动性质 149

7.2.1 土胶粒表面扩散双电层 149

7.2.2 电泳试验土胶粒制备和试验方法 150

7.2.3 电位值变化结果分析 151

7.3 比表面积及孔隙结构分析 152

7.3.1 比表面积 153

7.3.2 孔隙体积量及孔径分布特征 155

7.4 膨胀土微结构特征及能谱分析 158

7.4.1 试验样品制备和方法 159

7.4.2 改性前后膨胀土微结构特征比较 159

7.4.3 能谱测试分析 162

7.5 ISS改性膨胀土矿物成分及晶层间距分析 162

7.5.1 粉晶样XRD图比较 163

7.5.2 黏土矿物组衍射图比较 164

7.5.3 乙二醇及水汽饱和黏粒定向片分析 165

8 膨胀土水合机制及改性土水合模型 168

8.1 膨胀土结合水形式及土-水作用性质 168

8.1.1 膨胀土中黏土矿物的水化活性形式 168

8.1.2 结合水含量对黏土胀缩机制的影响 169

8.2 膨胀土表面吸附结合水类型界定及量化分析 170

8.2.1 膨胀土表面等温水汽吸附特征 171

8.2.2 结合水热失重-差热分析 173

8.3 ISS改性膨胀土表面结合水定量分析 177

8.3.1 改性土表面结合水分布、数量 177

8.3.2 改性土吸附结合水红外光谱分析 179

8.3.3 液态水化下ISS对土表面结合水的改变 183

8.4 ISS与膨胀土结合水作用模型及改性机理分析 185

参考文献 189