南水北调中线工程段弱膨胀土的动力学性质研究.pdfVIP

第 34卷第 3期 华 北 水 利 水 电 学 院 学 报 Vo1．34 NO．3 2013年 6月 JournalofNoahChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPower Jun．2O13 DOI：10．3969／j．issn．1002—5634．2013．03．020 南水北调中线工程段弱膨胀土的动力学性质研究 湛 川 ，李 刚 ，刘莹莹 (1．华北水利水 电学院，河南 郑州 450045；2．华北电力设计 院工程有 限公司，北京 100032； 3．中国水 电顾 问集团昆明勘测设计研 究院，云南 昆明650041) 摘 要 ：膨胀土在我 国分布广泛 ，掌握膨胀土的动力学特性有重要的理论和工程意义．以南水北凋 中线丁程 禹州段 弱膨胀土为研究对象，通过循环动单剪试验 ，研究固结压力和振动频率分别对弱膨胀土的动剪切模量和阻 尼 比的影响．试验结果表 明：随着固结压力的增大 ，动剪切模量和阻尼 比都增大 ；随着振动频率的增大 ，动 剪切模量增大 ；对 同一剪应变 ，频率愈低 ，阻尼 比愈小，频率愈高，阻尼 比愈大 ；随着剪应变 的增加 ，试件 的 阻尼 比逐渐增大． 关键词 ：膨胀土 ；振动频率 ；固结压力 ；动剪切模量 ；阻尼 比 中图分类号 ：TU411．3 文献标识码 ：A 文章编号 ：1002—5634(2013)03—0070—04 膨胀土的研究是现代工程地质学中新开拓的一 颗粒分析结果表明：试验用土以0．05～0．005mm 个特殊领域 ，膨胀土也是土质学 中新近发现对于工 粒组 为 主 ，该 粒 组 占总含 量 的 63．5％，0．25～ 程建筑物具有特殊 危害的一类特殊 土．主要 由强亲 0．1mm的粒组 占6．6％，0．1～0．075mm及 0．075～ 水性黏土矿物蒙脱石和伊利石组成，是具有膨胀结 0．05mm的粒 组 分 别 占 3．3％ 和 6．4％，小 于 构 、多裂隙性 、强胀缩性 和强度衰减性 的高塑性黏 0．005mYn的粒 组 占20．2％ ；液 限为 40％ ，塑 限为 土…．膨胀土的抗剪强度既是膨胀土体抵抗剪切破 22％，属于低液 限粉质黏土 ；土样 自由膨胀率 为 坏能力的表征 ，也是计算路堑 、渠道 、路堤 、土坝等斜 42％，属于弱膨胀土；天然含水率为 18％，天然干密 坡稳定性以及支挡建筑物土压力的重要参数 ．由 度为 1．61g／cm ，相对密度为 2．72． 于膨胀土的特殊性 ，工程实践与试验结果表 明，影响 2 循环动单剪试验 膨胀土抗剪强度的因素较一般黏性土复杂，诸如含 水量、干密度 、基质吸力 、土体结构 、有效 蒙脱石含 2．1 试样制备 量 、膨胀压力及干湿循环和裂隙发育情况等都对膨 1)先将土样风干至易碾散 为止 ，将碾散 的土样 胀土的强度产生影响 。 ．但 以上结论都是从静力 过 2mm筛 ，并对风干土测定其风干含水率 ． 学方面研究膨胀土的抗剪强度 ，很少有学者从动力 2)在制样过程 中，根据最佳含水率和最大干密 学方面研究膨胀土的抗剪强度 ．笔者 以南水北调 中 度，计算 出所需风干土的质量和纯水的质量 ，然后将 线工程禹州段弱膨胀土为研究对象 ，通过循环 动单 纯水倒人风干土 中进行均匀搅拌 ，将搅拌均匀的土 剪试验 ，研究固结压力和振动频率分别对弱膨胀土 样 用 塑料 袋 密 封 ，再 放 入 土 样 养 护 缸 中养 护