一、含水量对膨胀土强度影响的试验研究（论文文献综述）
雷文凯[1]（2021）在《客土覆盖的膨胀土边坡表层水分迁移特性及调控方法研究》文中提出膨胀土是在自然地质过程中形成的富含亲水性矿物的粘土,其吸水膨胀、失水收缩,分布范围广泛、地质灾害频发,膨胀土边坡失稳是最为严重的地质问题之一。水分是决定膨胀土物理力学特性的关键因素,干湿循环导致的复杂土水相互作用是胀土边坡发生浅层破坏的重要原因,而以非胀缩性粘土和砂为主要原料的植被客土覆盖层,具有水分存储、蒸散、侧向导排等功能及绿色环保、造价低、易维护等优点,将其通过土工格室覆盖于膨胀土边坡之上,从调控表层含水量的角度对边坡进行轻量化防护,具有重要的实践意义。针对膨胀土边坡在干湿循环作用下易发生浅层失稳问题,提出基于客土覆盖的膨胀土边坡表层含水量调控方法。利用考虑倾角及客土层的降雨入渗理论模型,分析了客土层厚度、渗透系数、基质吸力水头、降雨强度及持时等参数对客土覆盖的膨胀土边坡降雨入渗的影响。建立客土覆盖的膨胀土边坡现场试验基地,研究了人工降雨及自然气候作用下边坡表层的湿热性状,并探讨了客土层对膨胀土边坡的防渗保湿性能。采用数值模拟手段,研究了客土层的渗流调控性能,并对其作了设计优化,在此基础上,分析了客土层覆盖的膨胀土边坡的长期湿热性状、变形及稳定性。主要研究工作及成果如下:（1）在分析边坡表层水量平衡要素及水分传递方式的基础上,建立考虑倾角及客土层的斜坡改进入渗模型,探讨了客土层厚度、渗透系数、基质吸力水头、边坡倾角、降雨强度及持时等因素对膨胀土边坡降雨入渗的影响规律。结果表明:边坡倾角在超过60°后,随着倾角增大,雨水入渗到膨胀土边坡层所需的降雨历时增大;雨强在小于20mm/h时,随着雨强增大,雨水入渗到膨胀土边坡层所需的降雨历时显着减小。从坡面入渗的水分容易在倾斜的粗粒土层排出边坡,这有助于客土层防渗作用的长期有效发挥,对于细粒土与粗粒土组合的双客土层,粗粒土厚度对雨水入渗到膨胀土边坡层所需的降雨历时几乎无影响。（2）建立不同客土层覆盖的膨胀土边坡现场试验基地,开展人工降雨条件下的边坡径渗流特性试验,结果表明:含砂双客土层覆盖的膨胀土边坡土体含水量受降雨影响的程度小于单一客土覆盖的膨胀土边坡。砂层的侧向导排在雨水运移到砂-膨胀土界面时开始发挥作用,侧向导排速率随降雨的进行持续增大,在降雨结束时达到峰值,降雨停止后导排速率不断减小;雨强越大,砂层的侧向导排水产生的时间越早,侧向导排作用越强;侧向导排在降雨停止后仍能持续较长时间,且降雨停止后的侧向导排量占总导排量较大的比例。（3）对不同客土层覆盖的膨胀土边坡在现场自然气候下的性状进行了一年的监测,并探讨了客土层对膨胀土边坡的防渗保湿性能。结果表明:双客土层覆盖的边坡膨胀土层的含水量及水势受气候因素的影响明显减弱。在一年的监测期内,单一客土层最终透水量接近200mm,占总降雨量的17.7%;双客土层透水量几乎不受累计降雨量的影响,增长速率缓慢,最终透水量仅为40mm,仅占总降雨量的3.7%。单、双客土层覆盖的边坡膨胀土层在旱季的最终累计失水量分别为27mm、9mm,失水速率分别为0.351mm/d、0.117mm/d,铺设砂层的双客土层较单一客土层对膨胀土边坡土体有更好的保湿作用。（4）建立了双客土层覆盖的膨胀土边坡的渗流分析数值模型,对影响渗流的边坡倾角及客土层的厚度、渗透系数、进水压力值、初始孔压等参数作了敏感性分析,提出并验证了渗流调控优化设计方法及实例。结果表明:表层粘土厚度及孔压几乎不影响双客土层对膨胀土边坡的防渗性能,而表层粘土饱和渗透系数越小,客土层防渗性能越强,临界饱和渗透系数为1.5×10-8m/s。铺设砂层能显着提高客土层对膨胀土边坡的防渗性能,但砂层厚度不宜过大,其最佳铺设厚度在20cm左右;砂层饱和渗透系数越大,越有利于客土层防渗性能的发挥;在进水值不大于12k Pa时,砂土进水值越小,客土层防渗性能越强,砂土宜优先采用进水值低（粒径较粗）的颗粒。（5）对不同客土层覆盖的膨胀土边坡长期湿热性状、变形及稳定性进行数值分析,结果表明:双客土覆盖的边坡土体孔压变化幅度及速率明显缓于裸坡和单客土层覆盖的边坡,双客土覆盖的边坡膨胀土层土体体积含水量维持在0.32m3/m3附近的相对平衡状态,土层存储水量的增长速率显着小于单客土层及无客土层,在6年总累积降雨量为7379mm的条件下,其坡面总累积径流量为1659.2mm,占总累积降雨量的22.5%;土体蒸发量、植被蒸腾量分别为1023.8mm、1600.1mm,分别占总累积降雨量的13.9%、21.7%。土层存储量、砂层侧向导排量分别为209.8mm、2886.0mm,分别占总累积降雨量的2.8%、39.1%,砂层的侧向导排是耗散降雨的最主要途径。无客土层、单客土层、双客土层覆盖的边坡坡脚0.5m深度处土体的最终位移分别为6mm、4.5mm、3.8mm左右,且双客土层覆盖的边坡的变形增长速率最低。双客土覆盖的边坡膨胀土层土体湿度长期处于相对平衡状态,其安全系数也一直保持在较高状态;单客土覆盖的边坡及裸坡土体经历了多次次干湿循环的影响,在早期降雨阶段即发生失稳。双客土层能很好地保证膨胀土边坡的长期稳定性。
李小冰[2]（2021）在《微生物改良膨胀土的微观结构和力学特性研究》文中进行了进一步梳理论文依托国家自然科学基金资助项目“膨胀土非线性流变特性研究”（项目编号:50978097）,基于MICP技术,开展了微生物改良膨胀土的微观结构和力学特性研究。通过对广西南宁膨胀土开展的微观结构试验研究以及系列物理和力学特性的试验研究,探明了微生物的矿化作用对改良膨胀土的矿物组成和微观结构特征变化的影响规律,并揭示了其影响机理。探明了处理溶液掺量和养护龄期对膨胀土的亲水特性、膨胀特性和力学特性的影响规律,并揭示了其相应的影响机理。基于K-G模型,探明了处理溶液掺量对K-G模型参数的影响规律。在此基础上,应用扰动状态理论,建立了基于扰动状态理论的微生物改良膨胀土的修正K-G模型。根据试验研究和理论分析,主要取到了以下的研究进展和创新成果。（1）通过X射线衍射试验和扫描电子显微镜试验研究,分析了改良前后膨胀土的矿物成分和微观结构特征的变化。改良后膨胀土的矿物成分发生了明显的改变,增加了许多方解石晶体。在膨胀土的颗粒表面有了明显的碳酸钙沉淀存在,碳酸钙的沉淀物胶结了土颗粒,并填充了土颗粒间的孔隙,从而增强了土颗粒间的联接能力,改善了土颗粒的稳定性。进一步验证了采用微生物技术对膨胀土进行改良是可行的,也是更有效的。（2）通过界限含水率、标准吸湿含水率和膨胀特性等试验研究发现,随着处理溶液掺量的增大或养护龄期的延长,微生物改良膨胀土的液限含水率、塑性指数、标准吸湿含水率和膨胀率均逐渐减小。说明经过微生物改良后,膨胀土的亲水特性和膨胀特性均得到了明显的改善。（3）通过直接剪切试验和固结压缩试验研究发现,改良后膨胀土的抗剪强度得到了明显的提高,其压缩特性也得到了明显的改善。随着养护龄期的延长或处理溶液掺量的增大,膨胀土的抗剪强度指标逐渐增大,其压缩系数逐渐减小,压缩模量逐渐增大。研究发现,经过28d养护且其处理溶液掺量为60%的改良膨胀土,由未改良前的高压缩性土变成了改良后的中压缩性土。（4）通过等向固结排水和等p三轴固结排水剪切试验研究发现,随着处理溶液掺量的增大,微生物改良膨胀土的体应变逐渐减小,其偏应力逐渐增大。研究结果表明,微生物改良膨胀土不仅能够提高其强度,也能改善其变形特性。（5）通过试验研究和对模型参数的对比分析发现,随着处理溶液掺量的增大,微生物改良膨胀土的切线体积模量和切线剪切模量均逐渐增大。应用扰动状态理论并结合对K-G模型的分析,得到了改良膨胀土的切线体积模量以及切线剪切模量等分析模型。在此基础上,建立了基于扰动状态理论的微生物改良膨胀土的修正K-G模型。上述研究成果,为进一步开展微生物改良膨胀土的研究,提供了可靠的试验依据,也为相关内容的研究奠定了理论基础。同时,为微生物改良膨胀土的实际工程应用,提供了理论依据。也为采用现代生物岩土技术改良膨胀土的工程应用,提供了新的思路。
蒋银强[3]（2021）在《微波加热对膨胀土性质影响的试验研究》文中提出微波加热具有升温速度快、加热均匀和热穿透能力强等特点,这些优点启发了用微波加热改良膨胀土的新思路。本文采用工业微波炉对某河道内膨胀土进行了不同时间的辐射加热,研究微波加热时间对膨胀土物理力学性质和膨胀特性的影响规律及其机理,得到的主要结论如下:（1）微波加热会使膨胀土的表观特征和基本物理性质发生变化。随着微波加热时间的延长,土样颜色逐渐变深,由黄褐色向砖红色转变,土样的比重随着加热时间的增加先增大后减小,其液塑限随着加热时间的增加不断减小。（2）微波加热能明显降低膨胀土的自由膨胀率、无荷膨胀率和有荷膨胀率。随着加热时间的增加,三种膨胀率均不断下降,且与加热时间接近线性相关。其中自由膨胀率受加热时间的影响最为显着。（3）固结不排水剪的抗剪强度指标中,内摩擦角随着微波加热时间的增加而增加,粘聚力随着微波加热时间的增加先增大后减小,且最大偏应力随着加热时间的增加而增大。膨胀土的直剪强度,内摩擦角与粘聚力均随加热时间的增加而增大。（4）土样中的矿物在温度作用下会发生两个阶段的物理化学反应,从而导致土样物理力学性质的改变。第一阶段温度范围为100℃-200℃,该阶段主要是蒙脱石等黏土矿物层间结合水的逸出,在差热曲线上会形成突出的吸热谷;当温度达到400℃时进入第二阶段,矿物分解或结构分解,蒙脱石矿物的晶格被破坏,分解成其它矿物。蒙脱石含量的降低是导致其膨胀性降低的原因。（5）利用扫描电子显微镜对不同加热时间的土样进行微观分析,试验得出微波加热使得土体微团粒之间连接更加牢固,减少了土体孔隙和裂隙的出现,土体微孔隙的数量有所增加,当加热时间为15 min时微孔隙的占比达到最大,大孔隙的减少导致膨胀土的微观结构趋于紧密,这也是导致膨胀性降低的原因。
孙祥[4]（2021）在《碳纳米管水泥复合改良膨胀土的非饱和特性试验研究》文中研究说明膨胀土广泛分布于中国二十二个省份和自治区,其具有明显的吸水膨胀和失水收缩工程特性,这常常给工程带来影响,故膨胀土的改良研究对确保工程安全和工程设计具有重大意义。论文通过一维的非饱和直剪试验、三轴试验剪切试验和微观扫描电镜试验对碳纳米管水泥复合改良膨胀土特性开展探究,论文得出的主要结论有:（1）素重塑土与掺加不同浓度的碳纳米管+4%水泥改良膨胀土的非饱和直剪试验结果对比表明:在净法向应力和孔隙压力均为200k Pa下,素重塑土的非饱和直剪的强度最低为176k Pa,而碳纳米管水泥复合改良膨胀土较素土最低也增加了20.5%。而且碳纳米管水泥复合改良膨胀土的非饱和直剪强度随着碳纳米管浓度的增加呈现先增加后减小的规律;同时发现,当其他条件相同,掺加碳纳米管浓度为0.05%时,试样的强度达到最大值286k Pa,相应的参数平均黏聚力c’为125.5k Pa,对应净法向应力变量的内摩擦角φ’为21.8°,对应基质吸力的内摩擦角φb为22.2°。（2）通过不同围压和不同龄期试样的三轴饱和试验研究得出:最大偏应力变化规律与非饱和强度的演化规律类似,同时发现碳纳米管水泥复合改良膨胀土的残余应力与峰值应力接近,而单掺水泥改良膨胀土的应力应变曲线形态多呈应变软化。获得素重塑土的参数c为68.9k Pa、φ为14.5°;掺加4%普通硅酸盐水泥重塑土的c为233.9k Pa、φ为28.8°;掺加0.05%碳纳米管+4%普通硅酸盐水泥重塑土的c为116.5k Pa、φ为33.4°。（3）通过扫描电镜微观试验定量分析了素重塑土、掺加4%普通硅酸盐水泥重塑土和掺加不同浓度碳纳米管+4%水泥重塑土非饱和直剪试验剪切面微观特征。研究得出掺加0.05%碳纳米管+4%水泥重塑土试样的孔隙直径中微孔隙占比为75.7%、孔隙周长中第一类孔隙周长占比为80.7%、孔隙面积中第一类孔隙面积占比为78.8%,孔隙类型及占比基本上优于其他试样。综合结果可见微观特征定量参数的变化趋势与非饱和直剪试验强度规律是对应的。
占美煌[5]（2021）在《团聚体级配对复合改良膨胀土工程特性的影响研究》文中研究指明现场改良膨胀土的改良效果往往没有达到与室内研究结果一致的性能和耐久性,从而引发质量问题。其中,因实验室膨胀土改良和现场施工改良关于团聚体粒径不同,导致性能的差异性鲜有研究。因此,本论文围绕着膨胀土改良中团聚体粒径大小对膨胀土改良效果的影响进行了一系列试验研究。论文的主要工作和研究成果如下:（1）研究了团聚体粒径大小、养护时间对铁尾矿砂及电石渣复合改良土团聚体水稳性的影响。试验结果表明团聚体粒径越小、养护时间越长,复合改良土团聚体水稳性越好,反之越差。通过浸水破坏试验结果,将复合改良土团聚体的结构组成分为外壳、外部加固层、内部加固层和中心四层。（2）研究了干湿循环下不同团聚体级配分布铁尾矿砂及电石渣复合改良土强度变化规律。试验结果表明改良土中20-30mm粒径团聚体含量越高,改良土强度越低,耐久性越差。（3）通过X射线衍射方法（XRD）和X射线能谱法（EDS）对铁尾矿砂及电石渣复合改良土团聚体的矿物成分进行了分析。试验结果表明电石渣无法完全渗入团聚体内部,随着时间的推移,只能部分入渗团聚体。（4）通过扫描电子显微镜（SEM）对干湿循环下不同团聚体粒径分布铁尾矿砂及电石渣复合改良土的结构进行了分析。试验结果表明,相比20-30mm粒径团聚体含量为30%的复合改良土,20-30mm粒径团聚体含量为0%（实验室粒径）的复合改良土产生的胶结化合物更多,结构更加稳固。（5）通过将铁尾矿砂、电石渣和膨胀土三者的混合物倒入搅拌机搅拌,分析了电石渣及铁尾矿砂对改良土粒径分布的影响。试验结果表明,单独掺加铁尾矿砂对改良土的粒径分布影响不大,但是在电石渣存在的情况下,铁尾矿砂的掺入能够极大的降低土中大粒径团聚体的含量,提高了搅拌机搅拌效率。
许杨少君[6]（2020）在《水泥改性膨胀土坡面防护及边坡稳定性研究》文中研究说明水泥改性膨胀土作为膨胀土改良的一种方式,具有强度高,渗透性低等优点。根据膨胀土边坡在外界大气环境影响下易发生失稳破坏的特征,本文提出使用水泥改性膨胀土（以下简称水泥土）作为边坡表面防渗保湿层的边坡坡面防护措施,研究水泥土作为边坡表面防渗保湿层的可行性、防护效果和对边坡稳定性的影响。首先通过对水泥土的相关物理力学指标进行室内试验,判断水泥对膨胀土改性效果及作为边坡防护的可行性;对水泥土在干湿循环下的裂隙性和渗透性进行试验,及通过现场原位模拟降雨和干湿循环试验,研究水泥土对于边坡防渗保湿效果;基于现场试验结果,采用数值方法对水泥土防护下边坡的稳定性进行模拟,研究水泥土防护下边坡的稳定性的变化情况,得到以下结论:（1）室内试验的结果表明:水泥的掺入,膨胀土体的基本物理力学性能得到很大的改良,满足作为边坡表面防护层的要求;且随着水泥掺量及养护龄期的增大,其改良效果越好;低碱度硫铝酸盐水泥对膨胀土的改性效果要好于普通硅酸盐水泥;低碱水泥土的碱度要远小于普通水泥土,作为边坡表面防护层更利于后期的绿化,故低碱水泥土更加适宜作为边坡坡面防护。（2）干湿循环及渗透实验结果表明:膨胀土在干湿循环下,含水率变化幅度大,表面裂隙发育,裂隙指标快速增大,导致土体的渗透系数快速增大;而掺加水泥的土体,在干湿循环下,含水率变化幅度较小,土体的裂隙发育得到抑制,且裂隙指标随着水泥掺量和土样养护龄期的增大而减小,土体仍保持在一个较低的渗透系数。说明水泥土有着良好的防裂隙开展及防渗保湿的效果。（3）现场原位试验结果表明:水泥土防护边坡,水分的入渗量、坡内土体含水率的变化程度及影响深度都小于无防护边坡;坡体的位移量和土体强度的衰减程度相较于无防护边坡更小。说明水泥土对边坡起到良好的防渗保湿效果,同时也提高边坡的稳定性。（4）数值模拟结果表明:在降雨入渗和干湿循环的作用下,土体产生的吸湿膨胀和强度衰减是边坡稳定性下降的主要原因;水泥土由于起到良好的防渗保湿效果,降低降雨入渗和干湿循环对坡体的影响,进而也降低土体的吸湿膨胀和强度衰减程度;相较于无防护边坡,水泥土防护边坡安全系数下降缓慢,坡体位移量小,说明在水泥土的坡面防护下边坡的稳定性得到很好的保证。
丛晟亦[7]（2020）在《高寒季节冻土区膨胀土边坡冻融变形特征与春融滑塌机制》文中研究表明近年来,随着我国寒区重大工程实践的日益发展―特别是高速铁路（包括快速客运专线建设）,在高寒季节冻土区（如哈尔滨地区、吉林延吉地区等）陆续发现具有特殊不良工程性能且大面积分布的膨胀土。寒区膨胀土边坡失稳事例表明,高寒季节区周期性冻融作用成为诱发膨胀土路堑边坡滑坡的主要原因之一。此外,由于我国深季节冻土区高铁建设中新近遇到的深厚残破积膨胀土尚属国际高寒区首次发现,所以目前对这一关键科学问题国内外均无直接研究工作,致使季节冻土区膨胀土边坡的变形分析、压力计算、支档设计、稳定评价、滑坡防控等缺乏可靠的理论依据与可行的技术方法,因此“动态设计、经验施工”必然成为这种复杂场地条件下当前高铁路堑边坡建设的主流,定将给高铁建设发展埋下极大的工程与安全隐患。鉴于此,本文以吉林-图们-珲春高铁延吉段膨胀土路堑边坡为研究对象,通过冻融膨胀土细观结构与宏观力学特性室内试验,揭示了膨胀土冻融循环作用下细观结构损伤与宏观力学性能劣化演变规律;基于试验结果建立了可反映体应变和剪应变与球应力和偏应力交叉影响耦合关系的膨胀土冻融弹塑性本构模型,并通过大型有限元软件ABAQUS提供的用户子程序接口,实现了广义塑性理论的双屈服面模型的完全隐式应力积分算法;通过构建三维膨胀土路堑边坡数值模型,实现了该弹塑性本构模型的应用并揭示了影响膨胀土边坡冻融稳定性主要影响因素及冻融变形特征。主要的研究内容、方法与认识简述如下:（1）针对吉图珲高铁延吉段,开展了膨胀土冻融循环作用下压汞试验（MIP）、CT扫描试验,以及三轴固结排水剪切试验。获得了膨胀土冻融作用下细观结构损伤与宏观力学性能劣化演变规律,发现孔径为5～100μm的孔隙受冻融作用影响最大。同时,基于膨胀土冻融CT数,构建了考虑细观结构冻融损伤诱发宏观力学性能劣化的数学表达式。（2）基于饱和膨胀土冻融作用下细观结构与宏观力学性能试验,在殷宗泽提出的双屈服面理论框架基础上,引入广义塑性理论,建立了可反映体应变和剪应变与p、q交叉影响耦合关系的膨胀土冻融弹塑性本构模型。通过与膨胀土三轴试验结果对比,验证了本构模型的正确性。依托ABAQUS数值有限元软件,发展了基于广义塑性理论的双屈服面弹塑性本构模型的UMAT子程序。通过冻融饱和膨胀土三轴试验的试验结果与数值预测比较,验证了UMAT子程序计算结果的有效性、可靠性。（3）基于第3章构建的冻融膨胀土弹塑性本构模型,建立了三维膨胀土路堑边坡―板桩墙体系数值模型并检验了模型的正确性。此外,构建了延吉段膨胀土路堑边坡温度场模型,揭示了膨胀土路堑边坡开挖完成5年后温度场分布规律。基于温度场最大冻深计算结果,阐明了无积雪覆盖情况膨胀土路堑边坡变形特征。考虑冻融裂隙影响,基于第5章冰雪消融入渗模型,揭示了春融期积雪覆盖极端冻融情况下膨胀土边坡变形规律。（4）采用饱和非饱和渗流理论,建立了春季冰雪消融条件下膨胀土路堑边坡―桩板墙体系三维数值模型,研究了不同积雪厚度、日气温变化、昼夜大温差引起的冻融作用下膨胀土边坡渗流场和稳定性变化规律。同时,针对哈佳快速铁路宾西段膨胀土路堑边坡,开展冻融膨胀土边坡变形现场监测,探讨了“1次冻融循环”条件下边坡变形发展规律。在此基础上,结合典型高寒区膨胀土路堑边坡滑塌事例,详细阐述高寒区膨胀土路堑边坡春融期滑塌机制。
王睿,康博,李红昌,杨成斌[8]（2020）在《膨胀土强度特性的研究进展》文中进行了进一步梳理膨胀土地区的工程灾害问题日益严峻,其本质是膨胀土强度的变化而造成的。研究表明:膨胀土的黏土矿物类型和含量是影响膨胀土强度的关键内在因素,蒙脱石的有效含量对其影响最大。含水量与密度都会影响土体强度,对于膨胀土而言,含水量的影响更为明显。膨胀土自身的胀缩性与超固结性使得其强度劣化。干湿循环与裂隙研究结合紧密,干湿循环过程中产生的裂隙是强度劣化的直接原因,土体强度随干湿循环次数增加而逐渐降低。在非饱和土理论和土体结构的各向异性两个方面有待深入研究。
王杨盛[9]（2020）在《风化砂改良非饱和膨胀土强度特性研究》文中研究说明膨胀土在我国范围内分布广泛,由于其吸水膨胀失水收缩的特性在实际工程中造成巨大经济损失,故需针对膨胀土胀缩性进行改良,由于自然界膨胀土一般均为非饱和状态存在,经典土力学强度理论已经无法解释在干湿循环下膨胀土其强度及变形特性。将风化砂与膨胀土按一定比例混合制样并在不同初始干密度、基质吸力条件下的进行固结排水非饱和土三轴试验,研究一定掺砂率下非饱和膨胀土强度特性试验结果表明:（1）风化砂对膨胀土的胀缩性存在抑制作用,且随着掺砂率的增大其抗剪强度呈先增后减的趋势,峰值点掺砂率为16%（2）风化砂改良膨胀土与重塑素膨胀土应力-应变曲线均呈双曲线硬化模型,随着净围压的增大式样弹性模量减缓呈逐步减小趋势;（3）经掺砂改良后膨胀土强度大幅提高且净围压的增大对强度的贡献系数稍大与干密度增加的贡献系数;（4）经风化砂改良对土体强度参数主要贡献于内摩擦角的增大,但粘聚力发生了0.6左右的系数折减;且基质吸力的变化对内摩擦角产生的影响很小;对于特定条件下Fredlund和H.Rahardj强度公式进行简化修正;（5）对Duncan-Chang模型进行参数计算并分析参数得出基质吸力与切线体积模量呈正相关。
姜伟昌[10]（2020）在《基于MICP改良填筑膨胀土试验研究》文中认为膨胀土遇水膨胀、失水收缩,是一种特殊的灾害性粘土。在膨胀土地区修建铁路和公路时,通常需要将路堑施工中开挖出的膨胀土进行改良后用作为路堤填料。然而,现有对膨胀土的改良方法通常以物理改良和化学改良为主。主要是通过掺加水泥、石灰、粉煤灰、离子固化剂、生物酶和橡胶颗粒等方法抑制膨胀土的亲水性和胀缩性以达到改良之目的。这些传统改良方法不但费工费时,也对施工环境造成了严重的污染,而且改良效果也不一定理想。因此,工程上企盼能找到一种结合路堤填筑施工过程的更加环保、经济的改良填筑膨胀土的新方法。近年来,随着微生物岩土工程技术的发展,采用微生物技术改良软土的相关研究取得了可喜的进展。本文依托国家自然科学基金资助项目“膨胀土非线性流变特性”（项目编号:50978097）,开展了基于MICP技术改良填筑膨胀土物理和力学特性的试验研究。通过对比试验研究和理论分析,探明了微生物矿化过程对膨胀土的亲水特性、胀缩特性、强度和变形特性等影响规律,并揭示了其相应的影响机理。同时,对微生物在膨胀土中的矿化作用机制和改良效果进行了深入的探讨和分析。最后,基于邓肯-张本构模型,对改良填筑膨胀土的强度和变形特性开展了进一步研究,并确定了相关的模型参数。本文所开展的主要研究工作及取得的主要研究结论如下。1、开展的主要研究工作1)对广西南宁道路工程路堤填筑膨胀土试样进行了基本物理性质试验,并依据微生物实验规范对微生物在室内培育、快速繁殖和矿化环境优化等开展了研究。2)对微生物改良填筑膨胀土开展了一系列亲水性和胀缩特性试验研究,包括击实试验、界限含水率试验、标准吸湿含水率试验等。对MICP技术改良膨胀土的作用机理和效果进行了探索和分析。采用微生物菌液分多次喷洒-风干的处治方法对膨胀土进行改良,并综合考虑微生物活性、菌液浓度、矿化效率和膨胀土压实的最佳含水率等因素,确定试验研究中微生物的最佳掺量和膨胀土用水量。3)对微生物改良填筑膨胀土进行了自由膨胀率、无荷膨胀率、有荷膨胀率试验以及干-湿循环变化下的高压固结试验,研究了不同微生物含量（MICP处理次数）对膨胀土胀缩特性的改良效果及其影响机理。4)对微生物改良填筑膨胀土进行了直接剪切试验和常规三轴压缩试验,研究了微生物改良膨胀土的强度和变形特性,探讨了微生物含量对改良膨胀土抗剪强度指标的影响及其对膨胀土强度的改良效果。5)基于邓肯-张本构模型,分析了微生物含量对邓肯-张模型参数及填筑膨胀土试样初始变形模量和极限偏应力的影响,并对MICP技术改良膨胀土的强度和变形特性进行了进一步的研究。2、取得的主要研究结论1)为了解决微生物活性、菌液浓度和矿化效率等因素与膨胀土压实所需的最佳含水率之间的矛盾,提出了对微生物菌液分多次喷洒-风干的膨胀土改良处治方法。提出了通过补充钙盐和控制菌液浓度及用量,很好地改善了微生物在膨胀土中的矿化环境。2)通过击实试验、界限含水率试验及标准吸湿含水率试验等试验研究发现,随着微生物含量的增加,改良后膨胀土的液塑限、塑性指数、最大吸湿含水率均明显降低。研究结果同时也表明,改良后膨胀土的亲水性得到了有效的抑制,土样由改良前的高液限土变成了改良后的低液限土。3)通过自由膨胀率、无荷膨胀率、有荷膨胀率以及干-湿循环变化下的高压固结等一系列胀缩性试验研究,发现随着MICP处理次数（微生物含量）的增加,改良后膨胀土的膨胀率和收缩率均明显降低。土样由改良前的中等膨胀土变成了改良后的非膨胀土。4)通过直剪和常规三轴固结排水剪试验研究,发现改良后膨胀土的强度指标（粘聚力c和内摩擦角φ）均明显改善。且随着微生物含量的增加,试样破坏时的偏应力增大,即抗剪强度提高。与此同时,改良后土样的应力-应变曲线呈现为应变硬化型。5)基于邓肯-张本构模型,对MICP改良填筑膨胀土进行了模型参数拟合,通过分析确定了相关模型参数。研究发现,在围压相同情况下,随着微生物含量的增加,模型参数a和b的值均逐渐减小,参数K和n的值均逐渐增大,亦即其初始变形模量Ei及极限偏应力（σ1-σ3）ult均逐渐增大,说明改良后膨胀土的破坏强度得到提高。6)试验研究和模型分析,均可以发现,在采用MICP技术改良膨胀土的过程中,微生物菌液用量（即处理次数）存在一个最佳值。本文研究中,当填筑膨胀土经过6次微生物菌液处理后,其各项物理、力学指标均可达到最佳的改良效果。综上所述,本文基于MICP技术,对改良前后填筑膨胀土的物理、力学特性开展了对比研究。通过研究,探明了微生物含量对填筑膨胀土改良效果的影响规律,并揭示各种因素对填筑膨胀土各物理、力学性质指标改良效果的影响机理。基于邓肯-张模型理论,建立了改良填筑膨胀土的本构关系修正模型,并确定了相关的模型参数。本文研究成果为采用微生物技术改良填筑膨胀土奠定了试验研究基础。
二、含水量对膨胀土强度影响的试验研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、含水量对膨胀土强度影响的试验研究（论文提纲范文）
（1）客土覆盖的膨胀土边坡表层水分迁移特性及调控方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 膨胀土的水敏性 |
| 1.2.2 膨胀土边坡的入渗特性与蒸发响应 |
| 1.2.3 膨胀土边坡的防护技术 |
| 1.2.4 研究现状总结 |
| 1.3 研究工作与技术路线 |
| 1.3.1 研究目标与内容 |
| 1.3.2 关键问题 |
| 1.3.3 研究方法与技术路线 |
| 第二章 客土覆盖的斜坡水分迁移理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 土体水分迁移机理 |
| 2.2.1 土体水分形态和势能 |
| 2.2.2 土体水力特性 |
| 2.2.3 土中水流动定律 |
| 2.3 客土层的水分传递 |
| 2.3.1 坡面径流和入渗的形成 |
| 2.3.2 水量平衡 |
| 2.3.3 水分蒸散 |
| 2.3.4 湿热耦合 |
| 2.4 客土层对膨胀土边坡降雨入渗的影响 |
| 2.4.1 斜坡Richards渗流方程 |
| 2.4.2 斜坡改进入渗模型 |
| 2.4.3 考虑客土层的边坡入渗模型 |
| 2.4.4 客土层参数对边坡入渗的影响 |
| 2.5 本章小节 |
| 第三章 客土覆盖的膨胀土边坡现场试验基地建设 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验基地概况 |
| 3.2.1 场地气候特征 |
| 3.2.2 场地工程地质条件 |
| 3.2.3 试验边坡布置方式及客土覆盖型式 |
| 3.3 仪器设备 |
| 3.3.1 体积含水量传感器 |
| 3.3.2 土体水势及温度传感器 |
| 3.3.3 现场气候监测系统 |
| 3.3.4 数据采集及无线传输系统 |
| 3.3.5 太阳能供电系统 |
| 3.3.6 人工降雨及径流导排收集系统 |
| 3.4 试验边坡建设过程 |
| 3.4.1 膨胀土边坡开挖成形 |
| 3.4.2 客土层的铺设 |
| 3.4.3 传感器的埋设 |
| 3.4.4 植被种植 |
| 3.5 本章小节 |
| 第四章 人工降雨条件下边坡径渗流特性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 降雨试验方案 |
| 4.2.1 降雨强度及持时的确定 |
| 4.2.2 仪器设备检查 |
| 4.2.3 测试项目及流程 |
| 4.3 不同覆盖条件下边坡径渗流响应 |
| 4.3.1 初始条件 |
| 4.3.2 径渗流过程分析 |
| 4.3.3 土体含水量及水势变化规律 |
| 4.4 植被客土层对边坡防渗性能分析 |
| 4.4.1 水分运移过程 |
| 4.4.2 植被截留及坡面净入渗量 |
| 4.4.3 客土层侧向导排 |
| 4.4.4 水量平衡 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 边坡表层湿热性状的现场气候响应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 现场长期监测方案 |
| 5.3 监测结果 |
| 5.3.1 现场气象情况 |
| 5.3.2 现场植被生长状况 |
| 5.3.3 客土及膨胀土温度响应 |
| 5.3.4 土体含水量响应 |
| 5.3.5 土体水势响应 |
| 5.4 现场土体土水特征曲线分析 |
| 5.4.1 土水特征点 |
| 5.4.2 增湿段与脱湿段划分 |
| 5.4.3 土水特征曲线拟合 |
| 5.5 客土层对边坡防渗保湿作用分析 |
| 5.5.1 植被客土层对膨胀土温度变化的影响 |
| 5.5.2 植被客土层对膨胀土水分变化的影响 |
| 5.5.3 膨胀土层储水量及客土层防渗性能分析 |
| 5.5.4 客土层保湿性能评估 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 渗流调控数值分析及设计优化 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基本模型渗流分析 |
| 6.2.1 几何模型和计算参数 |
| 6.2.2 边界条件和初始条件 |
| 6.2.3 计算结果 |
| 6.3 膨胀土边坡自身特性对渗流的影响分析 |
| 6.3.1 坡度的影响 |
| 6.3.2 饱和渗透系数的影响 |
| 6.3.3 初始孔隙水压力的影响 |
| 6.4 客土层对防渗性能的影响参数分析 |
| 6.4.1 客土层厚度的影响 |
| 6.4.2 客土饱和渗透系数的影响 |
| 6.4.3 砂土进水值的影响 |
| 6.4.4 表层粘土初始孔压的影响 |
| 6.5 渗流调控设计优化 |
| 6.5.1 渗流调控影响因素综合分析 |
| 6.5.2 防渗方案优化设计方法 |
| 6.5.3 优化设计实例 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 长期水分调控效果分析 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 边坡土体长期湿热性状计算模型 |
| 7.2.1 几何模型 |
| 7.2.2 材料参数 |
| 7.2.3 边界条件及初始条件 |
| 7.3 长期湿热性状分析结果 |
| 7.3.1 蒸散量及土体温度 |
| 7.3.2 孔隙水压力 |
| 7.3.3 体积含水量 |
| 7.3.4 水量分配情况 |
| 7.4 边坡长期变形及稳定性分析 |
| 7.4.1 计算模型 |
| 7.4.2 计算参数 |
| 7.4.3 计算结果 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 进一步研究的建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间科研情况 |
（2）微生物改良膨胀土的微观结构和力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 膨胀土改良研究 |
| 1.2.2 微生物岩土技术研究 |
| 1.3 本文的主要研究内容、方法和技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 主要研究方法 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 2 试验材料 |
| 2.1 膨胀土 |
| 2.1.1 膨胀土的物理性质 |
| 2.1.2 膨胀土的力学性质 |
| 2.1.3 膨胀土的膨胀特性 |
| 2.2 微生物 |
| 2.2.1 微生物的来源 |
| 2.2.2 微生物的培养与菌液制备 |
| 2.3 胶结溶液 |
| 2.3.1 钙离子的来源 |
| 2.3.2 胶结液的配置 |
| 2.4 微生物在膨胀土中的矿化过程控制 |
| 2.4.1 微生物改良膨胀土的试验方案 |
| 2.4.2 微生物改良膨胀土的试样制备过程 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 微生物改良膨胀土的微观结构试验研究 |
| 3.1 X射线衍射试验研究 |
| 3.1.1 试验设备简介 |
| 3.1.2 试验研究过程 |
| 3.2 扫描电子显微镜试验研究 |
| 3.2.1 试验设备简介 |
| 3.2.2 试验研究过程 |
| 3.3 试验研究的结果与分析 |
| 3.3.1 矿物成分分析 |
| 3.3.2 微观形貌分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 微生物改良膨胀土的物理力学特性试验研究 |
| 4.1 微生物改良膨胀土的物理特性试验研究 |
| 4.1.1 塑限和液限试验研究 |
| 4.1.2 标准击实试验研究 |
| 4.1.3 标准吸湿含水率试验研究 |
| 4.2 微生物改良膨胀土的膨胀特性试验研究 |
| 4.2.1 自由膨胀率试验研究 |
| 4.2.2 无荷载膨胀率试验研究 |
| 4.2.3 有荷载膨胀率试验研究 |
| 4.3 微生物改良膨胀土的力学特性试验研究 |
| 4.3.1 直接剪切试验方案 |
| 4.3.2 直接剪切试验结果与分析 |
| 4.3.3 压缩试验方案 |
| 4.3.4 压缩试验结果与分析 |
| 4.3.5 等向固结排水试验和等p三轴固结排水剪试验方案 |
| 4.3.6 等向固结排水和等p三轴固结排水剪的试验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于扰动状态理论的微生物改良膨胀土K-G模型 |
| 5.1 微生物改良膨胀土的K-G模型 |
| 5.1.1 非线性弹性K-G模型的基本框架 |
| 5.1.2 Naylor修正非线性弹性K-G模型 |
| 5.1.3 微生物改良膨胀土的K-G模型参数 |
| 5.2 基于扰动状态理论的修正K-G模型 |
| 5.2.1 扰动函数 |
| 5.2.2 修正K-G模型 |
| 5.3 模型结果的对比分析 |
| 5.3.1 K-G模型和修正K-G模型的计算参数 |
| 5.3.2 体积应变的计算结果与分析 |
| 5.3.3 剪切应变的计算结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录表 (攻读学位期间的主要学术成果) |
| 致谢 |
（3）微波加热对膨胀土性质影响的试验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景、目的及意义 |
| 1.2 膨胀土国内外研究概况 |
| 1.3 论文主要工作 |
| 第二章 微波加热对膨胀土物理性质影响探究 |
| 2.1 膨胀土基本物理性质及微波加热试验 |
| 2.2 界限含水率试验 |
| 2.3 颗粒分析试验 |
| 2.4 比重试验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 微波加热对膨胀土膨胀性影响研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 微波加热对自由膨胀率影响探究 |
| 3.3 无荷及有荷膨胀率试验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 微波加热影响膨胀土强度特性研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 膨胀土三轴剪切强度特性研究 |
| 4.3 膨胀土直剪强度特性研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 微波加热对膨胀土性质影响的机理分析 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 膨胀土热重-热差分析试验 |
| 5.3 微波加热对膨胀土矿物成分影响研究 |
| 5.4 微观结构研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论和展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（4）碳纳米管水泥复合改良膨胀土的非饱和特性试验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究概况 |
| 1.2.1 膨胀土研究现状 |
| 1.2.2 膨胀土改良方法研究现状 |
| 1.2.3 非饱和土强度理论研究现状 |
| 1.2.4 改良膨胀土强度理论模型研究现状 |
| 1.2.5 土体微观结构研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 试验材料与试验方法 |
| 2.1 试验材料与性质 |
| 2.1.1 膨胀土及其基本性质 |
| 2.1.2 水泥及其基本性质 |
| 2.1.3 碳纳米管及其基本性质 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 非饱和直剪试验 |
| 2.2.2 三轴试验 |
| 2.2.3 微观试验 |
| 2.3 试样制备 |
| 2.3.1 试样制备前准备工作 |
| 2.3.2 非饱和直剪试验试样制备 |
| 2.3.3 三轴试验试样制备 |
| 2.3.4 微观试验试样制备 |
| 2.4 试样饱和 |
| 2.4.1 非饱和直剪试验试样饱和 |
| 2.4.2 三轴试验试样饱和 |
| 2.5 试样养护 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 非饱和直剪试验研究 |
| 3.1 非饱和直剪试验概述 |
| 3.2 试验仪器 |
| 3.3 试验步骤 |
| 3.4 试验方案 |
| 3.5 试验结果及分析 |
| 3.5.1 非饱和直剪试验试样破坏形态 |
| 3.5.2 碳纳米管水泥复合膨胀土非饱和直剪试验结果分析 |
| 3.5.3 不同净法向应力与基质吸力的影响分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 不同围压和养护龄期的三轴试验研究 |
| 4.1 三轴试验概述 |
| 4.2 试验仪器 |
| 4.3 试验步骤 |
| 4.4 试验方案 |
| 4.5 试验结果及分析 |
| 4.5.1 三轴强度试验试样破坏形态 |
| 4.5.2 不同养护龄期的三轴试验结果分析 |
| 4.5.3 不同围压的结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 微观结构研究 |
| 5.1 土体微观研究概述 |
| 5.2 土体微观结构试验 |
| 5.2.1 试验仪器 |
| 5.2.2 试验步骤 |
| 5.3 SEM图像处理 |
| 5.3.1 图像处理软件简介 |
| 5.3.2 图像处理步骤 |
| 5.4 碳纳米管水泥复合膨胀土微观结构特征 |
| 5.4.1 微观定性分析 |
| 5.4.2 微观定量分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（5）团聚体级配对复合改良膨胀土工程特性的影响研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及现状 |
| 1.1.1 膨胀土路基施工概述 |
| 1.1.2 膨胀土改良研究现状 |
| 1.2 土壤团聚体研究 |
| 1.2.1 土壤团聚体概述 |
| 1.2.2 岩土工程中的土壤团聚体研究现状 |
| 1.3 论文的目的及主要内容 |
| 第二章 改良土团聚体稳定性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.3 试验方案及过程 |
| 2.3.1 团聚体制备及养护 |
| 2.3.2 团聚体浸水试验 |
| 2.3.3 含水率及p H值测试 |
| 2.4 试验结果与分析 |
| 2.4.1 重塑素土团聚体及原状土团聚体破坏模式 |
| 2.4.2 改良团聚体破坏模式 |
| 2.4.3 团聚体水稳性研究 |
| 2.4.4 改良土团聚体含水率及p H变化 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 不同团聚体级配改良土强度劣化机理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验材料 |
| 3.3 试验方案 |
| 3.3.1 现场粒径的确定 |
| 3.3.2 粒径变量的确定 |
| 3.3.3 制样及养护 |
| 3.3.4 干湿循环过程 |
| 3.3.5 无侧限抗压强度试验 |
| 3.4 试验结果及分析 |
| 3.4.1 不同粒径团聚体改良土干湿循环下的强度试验 |
| 3.4.2 不同粒径团聚体改良土干湿循环下的胀缩及质量变化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 团聚体矿物成分分析及干湿循环下改良土微观分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验材料 |
| 4.3 X-射线衍射试验(XRD) |
| 4.3.1 试验原理 |
| 4.3.2 试验过程 |
| 4.3.3 试验结果及分析 |
| 4.4 扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS) |
| 4.4.1 试验原理 |
| 4.4.2 试验过程 |
| 4.4.3 试验结果及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 膨胀土改良搅拌效应研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验材料 |
| 5.3 试验方案及过程 |
| 5.4 试验结果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论和展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 6.3 创新点 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文 |
（6）水泥改性膨胀土坡面防护及边坡稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 膨胀土边坡失稳影响因素及胀缩机理研究 |
| 1.2.2 膨胀土水泥改良技术研究 |
| 1.2.3 膨胀土边坡坡面防护技术研究 |
| 1.3 研究关键问题及主要研究内容 |
| 1.3.1 膨胀土边坡坡面防护研究关键问题 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 第二章 南宁五塘膨胀土工程性质及水泥改性膨胀土研究 |
| 2.1 南宁五塘地区膨胀土工程性质 |
| 2.2 水泥改性膨胀土物理力学性能研究 |
| 2.2.1 水泥土材料及室内试验控制变量 |
| 2.2.2 击实及界限含水率特性 |
| 2.2.3 膨胀率特性 |
| 2.2.4 无侧限强度特性 |
| 2.3 水泥改性膨胀土酸碱度特性研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 干湿循环下水泥改性膨胀土裂隙及渗透特性研究 |
| 3.1 干湿循环裂隙开展研究方法 |
| 3.1.1 裂隙参数的确定 |
| 3.1.2 裂隙图像处理技术 |
| 3.2 干湿循环及渗透试验方案 |
| 3.2.1 试样制备及控制变量 |
| 3.2.2 正交试验配合比设计方法 |
| 3.3 干湿循环试验及结果研究 |
| 3.3.1 水泥改性膨胀土土干湿循环试验 |
| 3.3.2 干湿循环试验裂隙开展结果研究 |
| 3.4 渗透试验及结果研究 |
| 3.4.1 水泥改性膨胀土渗透试验 |
| 3.4.2 渗透试验渗透结果研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 水泥改性膨胀土边坡防渗保湿效果研究 |
| 4.1 试验场地情况 |
| 4.2 边坡水泥土防护原位监测试验 |
| 4.2.1 试验工况 |
| 4.2.2 试验监测项目 |
| 4.2.3 试验方案及方法 |
| 4.3 边坡水泥土防护原位试验监测结果分析 |
| 4.3.1 模拟降雨雨量及径渗流结果分析 |
| 4.3.2 边坡表面形态监测结果分析 |
| 4.3.3 边坡内部土体含水量监测结果分析 |
| 4.3.4 边坡坡体位移量监测结果分析 |
| 4.3.5 边坡内部土体抗剪强度指标监测结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 水泥改性膨胀土边坡稳定性数值模拟分析研究 |
| 5.1 FLAC3D边坡强度折减法 |
| 5.2 考虑强度衰减及吸湿膨胀下边坡模型的建立 |
| 5.2.1 现场试验边坡模型的建立 |
| 5.2.2 边坡土体强度衰减的模拟 |
| 5.2.3 边坡土体吸湿膨胀的模拟 |
| 5.3 边坡数值模拟计算结果研究 |
| 5.3.1 边坡安全系数研究 |
| 5.3.2 边坡位移场研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文情况 |
| 附录 |
（7）高寒季节冻土区膨胀土边坡冻融变形特征与春融滑塌机制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 膨胀土微细观结构的研究 |
| 1.2.2 膨胀土宏观力学特性研究 |
| 1.2.3 膨胀土本构模型研究 |
| 1.2.4 膨胀土边坡变形特性与稳定性分析 |
| 1.3 国内外研究存在的不足及亟待解决的问题 |
| 1.4 本文研究内容与技术路线 |
| 第2章 冻融循环作用下膨胀土细观结构与宏观力学特性演化规律 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 膨胀土基本物理特性 |
| 2.3 冻融循环作用膨胀土细观结构演化规律 |
| 2.3.1 冻融膨胀土压汞试验(MIP)与CT扫描试验简介 |
| 2.3.2 不同冻融循环次数下压汞试验结果 |
| 2.3.3 不同冻融循环次数下CT扫描试验结果 |
| 2.4 冻融循环作用膨胀土宏观力学特性演化规律 |
| 2.4.1 冻融循环试验简介 |
| 2.4.2 冻融循环作用膨胀土力学特性演化规律 |
| 2.5 冻融循环作用膨胀土细观结构损伤诱发宏观力学性能劣化 |
| 2.5.1 冻融受荷膨胀土总损伤 |
| 2.5.2 细观结构损伤诱发宏观力学性能劣化数学表达式 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 宏细观冻融膨胀土双屈服面弹塑性本构模型及数值实施 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 非饱和膨胀土弹塑性本构模型概述 |
| 3.3 广义塑性理论弹塑性本构模型框架 |
| 3.3.1 广义塑性理论 |
| 3.3.2 模型假定 |
| 3.3.3 弹性增量关系 |
| 3.3.4 塑性增量关系 |
| 3.3.5 本构模型弹塑性刚度矩阵 |
| 3.4 宏细观冻融膨胀土双屈服面弹塑性本构模型参数确定 |
| 3.4.1 冻融细观结构损伤影响 |
| 3.4.2 弹性参数确定 |
| 3.4.3 塑性参数确定 |
| 3.5 冻融饱和膨胀土本构模型初步验证 |
| 3.6 弹塑性本构模型数值实施 |
| 3.6.1 弹性预测与塑性修正 |
| 3.6.2 一致性切线模量 |
| 3.6.3 双屈服面中进入屈服状态的确定 |
| 3.6.4 UMAT算例验证分析 |
| 3.6.5 子程序计算精度与稳定性 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 高寒季节冻土区膨胀土路堑边坡冻融变形特征分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 吉图珲高铁延吉段膨胀土路堑边坡工程概况 |
| 4.2.1 工程概况 |
| 4.2.2 膨胀土路堑边坡施工初期春融滑塌实地调查 |
| 4.3 延吉段膨胀土路堑边坡―桩板墙体系数值模型 |
| 4.3.1 有限元模型尺寸和网格 |
| 4.3.2 计算参数与本构模型 |
| 4.3.3 接触面力学模型 |
| 4.3.4 边界条件 |
| 4.3.5 模型可靠性验证 |
| 4.4 延吉段膨胀土路堑边坡温度场数值模拟与分析 |
| 4.4.1 热量传输迁移控制方程 |
| 4.4.2 热参数与边界条件 |
| 4.4.3 膨胀土路堑边坡温度场分布规律 |
| 4.5 延吉段膨胀土路堑边坡冻融变形特征 |
| 4.5.1 无积雪覆盖周期性冻融作用下膨胀土边坡变形分析 |
| 4.5.2 春融期积雪覆盖极端冻融情况下膨胀土边坡变形分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 高寒季节冻土区膨胀土路堑边坡春融期滑塌机制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 延吉段膨胀土路堑边坡春融期融雪入渗稳定性分析 |
| 5.2.1 春融期边坡冰雪消融入渗数值模型 |
| 5.2.2 数值模拟方法可靠性验证 |
| 5.2.3 冰雪消融下延吉段膨胀土边坡渗流场分布规律 |
| 5.2.4 冰雪消融下膨胀土路堑边坡稳定性分析 |
| 5.3 哈佳快速铁路宾西段膨胀土路堑边坡冻融变形现场监测 |
| 5.3.1 工程概况 |
| 5.3.2 膨胀土边坡测斜管布置 |
| 5.3.3 膨胀土边坡冻融水平位移监测数据分析 |
| 5.4 寒区膨胀土路堑边坡滑塌变形特征 |
| 5.5 高寒季节冻土区春融期膨胀土路堑边坡滑塌机理 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）膨胀土强度特性的研究进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 影响膨胀土强度的外在因素 |
| 1.1 扰动对膨胀土强度的影响 |
| 1.2 试验方法与条件对强度的影响 |
| 1.3 干湿循环对强度的影响 |
| 1.4 裂隙对强度的影响 |
| 2 影响膨胀土强度的内在因素 |
| 2.1 矿物成分与化学成分的影响 |
| 2.2 膨胀土结构特征的影响 |
| 2.3 含水量对强度的影响 |
| 2.4 密度对强度的影响 |
| 2.5 膨胀土自身特性对强度的影响 |
| 3 结论与建议 |
| 3.1 结论 |
| 3.2 建议 |
（9）风化砂改良非饱和膨胀土强度特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 膨胀土特性介绍 |
| 1.3 非饱和土基本概念及性质 |
| 1.3.1 非饱和土基本概念 |
| 1.3.2 非饱和土的性质 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 土-水特征曲线的研究 |
| 1.4.2 非饱和土强度研究现状 |
| 1.4.3 关于非饱和土改良现状研究 |
| 1.5 当下相关问题的进一步探讨 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 第2章 非饱和土强度理论及变形理论 |
| 2.1 非饱和土应力状态变量 |
| 2.2 非饱和土抗剪强度理论 |
| 2.2.1 Bishop非饱和土有效应力原理 |
| 2.2.2 Fredlund双应力变量强度理论 |
| 2.2.3 土-水特征曲线相关强度公式 |
| 2.2.4 其他非饱和土强度公式 |
| 2.2.5 非饱和土强度参数计算方法 |
| 2.3 非饱和土变形本构关系 |
| 2.3.1 非饱和土体积变化关系 |
| 2.3.2 Duncan-Chang模型及模量参数 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 风化砂改良膨胀土强度特性试验 |
| 3.1 试验设计 |
| 3.2 试验仪器及试验土样基本物理参数 |
| 3.3 试验结果分析 |
| 3.3.1 击实试验结果分析 |
| 3.3.2 不同掺砂量下改良土无荷膨胀率关系研究 |
| 3.3.3 不同掺砂量下风化砂改良膨胀土应力-应变特征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 风化砂改良非饱和膨胀土强度特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验仪器与试验方案介绍 |
| 4.2.1 试验仪器简介 |
| 4.2.2 试样的制备 |
| 4.2.3 风化砂改良非饱和膨胀土三轴实验 |
| 4.3 风化砂改良非饱和膨胀土强度试验结果及分析 |
| 4.3.1 应力-应变关系分析 |
| 4.3.2 强度参数 |
| 4.3.3 考虑基质吸力及干密度对强度参数的影响 |
| 4.3.4 基于试样基质吸力及干密度条件下的抗剪强度公式 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 风化砂改良非饱和膨胀土体变特征及非线性参数分析 |
| 5.1 体变-轴向应变关系分析 |
| 5.2 非线性弹性模型参数及分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）基于MICP改良填筑膨胀土试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究的现状及其评价 |
| 1.2.1 填筑膨胀土的改良研究现状 |
| 1.2.2 基于MICP技术改良土体特性的研究现状 |
| 1.2.3 国内外研究现状评价 |
| 1.3 本文的主要研究内容和方法 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 主要研究方法 |
| 1.3.3 技术路线图 |
| 2 试验材料 |
| 2.1 膨胀土 |
| 2.1.1 膨胀土的物理性质 |
| 2.1.2 膨胀土的力学性质 |
| 2.1.3 试样的膨胀性质 |
| 2.2 微生物的筛选及培育 |
| 2.2.1 微生物的来源 |
| 2.2.2 微生物培育及菌液的制备 |
| 2.2.3 CaCl_2溶液的制备 |
| 2.3 微生物改良土样的制备及过程 |
| 2.3.1 微生物改良膨胀土的试验方案 |
| 2.3.2 微生物改良膨胀土的试样制备过程 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 微生物改良膨胀土物理特性试验研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 试验方案 |
| 3.2.1 微生物改良膨胀土的液塑限的联合试验 |
| 3.2.2 微生物改良膨胀土击实试验 |
| 3.2.3 微生物改良膨胀土的标准吸湿含水率试验 |
| 3.3 试验结果与分析 |
| 3.3.1 微生物含量对液、塑限的影响 |
| 3.3.2 微生物含量对最佳含水率和最大干密度的影响 |
| 3.3.3 微生物含量对标准吸湿含水率的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 微生物改良膨胀土的胀缩特性试验研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 试验方案及试验过程 |
| 4.2.1 微生物改良膨胀土膨胀性的试验方案 |
| 4.2.2 微生物改良膨胀土干-湿循环条件下的高压固结试验 |
| 4.3 试验结果和分析 |
| 4.3.1 膨胀性指标变化规律 |
| 4.3.2 干-湿循环条件下的胀缩性试验 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 微生物改良膨胀土的力学特性试验研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 试验方案 |
| 5.2.1 微生物改良膨胀土直接剪切试验 |
| 5.2.2 微生物改良膨胀土三轴试验 |
| 5.3 直接剪切试验结果分析 |
| 5.4 常规三轴固结排水压缩试验结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 基于邓肯—张模型MICP改良膨胀土的本构模型研究 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 邓肯—张本构模型理论 |
| 6.3 邓肯—张双曲线模型常数拟合 |
| 6.3.1 参数a、b的求解 |
| 6.3.2 参数k、n的求解 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读学位期间的主要学术成果 |
| 致谢 |
四、含水量对膨胀土强度影响的试验研究（论文参考文献）
- [1]客土覆盖的膨胀土边坡表层水分迁移特性及调控方法研究[D]. 雷文凯. 广西大学, 2021
- [2]微生物改良膨胀土的微观结构和力学特性研究[D]. 李小冰. 中南林业科技大学, 2021(01)
- [3]微波加热对膨胀土性质影响的试验研究[D]. 蒋银强. 合肥工业大学, 2021(02)
- [4]碳纳米管水泥复合改良膨胀土的非饱和特性试验研究[D]. 孙祥. 合肥工业大学, 2021(02)
- [5]团聚体级配对复合改良膨胀土工程特性的影响研究[D]. 占美煌. 合肥工业大学, 2021(02)
- [6]水泥改性膨胀土坡面防护及边坡稳定性研究[D]. 许杨少君. 广西大学, 2020(07)
- [7]高寒季节冻土区膨胀土边坡冻融变形特征与春融滑塌机制[D]. 丛晟亦. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [8]膨胀土强度特性的研究进展[J]. 王睿,康博,李红昌,杨成斌. 城市地质, 2020(02)
- [9]风化砂改良非饱和膨胀土强度特性研究[D]. 王杨盛. 湖北工业大学, 2020(12)
- [10]基于MICP改良填筑膨胀土试验研究[D]. 姜伟昌. 中南林业科技大学, 2020(01)