膨胀土工程特性、渠坡破坏机理及防治对策.docVIP

膨胀土（岩）研究现状及科技支撑计划项目研究情况 （膨胀土工程特性、渠坡破坏机理及防治对策） 水利部长江勘测技术研究院 2012年3月15日 目 录 一、膨胀土特性 1 1.膨胀土的物质组成与膨胀破坏机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 2.膨胀土的超固结性与开挖卸荷反应．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 3.膨胀土的结构特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 4.膨胀土水文地质及其对工程影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 5.膨胀土裂隙特点及其工程意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 二、膨胀土渠坡变形破坏机理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18 1.膨胀土渠坡破坏模式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18 2.结构面控制型滑坡机理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20 三、膨胀土渠道滑坡防治对策研究 21 1.国内外膨胀土渠道工程的经验教训．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21 2.膨胀土渠坡稳定措施的要点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24 3.坡面保护—形成与外部环境相对隔绝的封闭环境．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25 4.坡顶防渗—防止雨水和地表水进入坡体内部．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26 5.工程抗滑—防止软弱面贯通或进一步软化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27 6.坡脚防护—应力集中区和易软化区加固．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27 7.柔性支挡+地下地表排水．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28 四、渠道抬升变形机理与防治 28 1.抬升变形机理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28 2.抬升变形的时效性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29 3.抬升变形控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29 五、十二五国家科技支撑计划膨胀土处理技术研究简介 30 1.课题组成及研究内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30 2.课题进展及预期要解决的问题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31 一、膨胀土工程特性 1.膨胀土的物质组成与膨胀破坏机制 膨胀土是一种吸水膨胀软化、失水收缩开裂的特殊粘性土，这一特性常造成低层建筑物开裂变形，造成开挖边坡发生滑动破坏。此外，其反复胀缩变形及引起的强度衰减还对工程的长期安全运行构成隐患。矿物及化学成分和微观结构是膨胀土胀缩特性的内在因素。膨胀土的粘土矿物主要为蒙脱石、伊利石和高岭石等，但胀缩特性主要由亲水性粘土矿物蒙脱石和伊利石决定，它具有较大的比表面及阳离子交换量，在与水相互作用过程中，能吸水引起粒间膨胀及矿物晶体膨胀。粘土矿物在微观下具有不同的形状、排列方式及定向性等，不同的微观结构具有不同的膨胀特性。对膨胀土蒙脱石含量和阳离子交换量的测定，可以作为膨胀特性评判的依据之一。 在同一地质单元或地貌单元区，粘粒含量与土的膨胀性有一定相关性，总体上两者间呈正相关。但在不同地质单元区之间，粘粒含量与土体膨胀性之间相关性不明显，见图1-1。 表 我国部分水利工程膨胀颗粒成分 序号 工程名称 地区 粒 级 含 量 0.05mm 0.05~0.005mm 0.005mm 0.002mm 1 新汴河排洪渠 安徽宿州 10 46 44 26 2 高级渠 河北邯郸 11 39 50 30 3 南湾灌渠 河南信阳 7 40 53 32 4 漳河总干渠 湖北荆门 8 47 45 37 5 东风灌渠 四川成都 6 44 50 40 6 那板干渠 广西上思 7 35 58 42 7 南盛引水渠 广东茂名 7 46 47 28 8 西大沟引水渠 云南蒙自 3 40 57 38 9 花溪水库 贵州贵阳 9 30 61 36 10 引嫩工程 黑龙江富裕 7 32 61 37 11 引丹五干渠 湖北襄樊 5 50 45 28 12 岳城水库 河北磁县 6 27 67 41