南阳膨胀土试验段现场大剪及室内试验对比分析.pdfVIP

第 41卷 第 16期 人 民 长 江 V01．41．N0．16 20 10年 8 月 Yangtze River Aug．， 2010 文章编号 ：1001—4179{2010)16—0021—03 南阳膨胀土试验段现场大剪及室内试验对比分析 阳 云 华，马 贵 生，强 鲁 斌 (长 江岩土工程总公 司 (武汉)地质公 司，湖北 武汉 430010) 摘要：南水北调中线总千渠线路长达 1276．6km，渠线通过不同的地质单元，其中膨胀土是工程要解决的最主 要工程地质 问题之一。膨胀土力学参数取值是膨胀土渠段渠道边坡设计和稳定计算的重要依据，通过南阳膨 胀土现场大剪土工试验成果与室 内试验成果进行对比分析 ，提 出了膨胀土渠坡设计参数参考值 ，对膨胀土渠 坡设计提 供 了可靠的设计依据。 关 键 词 ：膨胀土 ；大剪试验 ；力学参数取值 ；南水北调 中线一期工程 中图法分类号：TV67 文献标 志码 ：A 南水北调中线工程是缓解京、津 、华北地区资源性 成 ，盖板略小于样盒 ，试验时两块盖板 中间夹直径 2 缺水的特大型跨流域调水工程 ，膨胀土是工程要解决 t3111的滚轴 ，以减小加压系统对土样剪切时的阻力。 的主要工程地质问题之一 ，特别是膨胀土 (岩)广泛分 1．2 现场试验 布于工程起始段陶岔渠首至鲁 山渠段，占该段渠道总 先进行试验样 (试样高约 12cm)的现场挖取 ，取 长80％左右，而南阳盆地分布的膨胀土在 中线渠道具 41ClTI×41cm大小的方形土柱 ，再把试框 (试框高 15 有广泛的代表性 ，通过多次调研 ，在南阳盆地总干渠桩 cm)加压切入 ，如是进行饱和试验则在试框上加水饱 号 100+500～102+550渠段进行了南水北调 中线工 和24～48h，最后加压至设计压力值 ，使土样垂直变形 程膨胀土现场试验 。为了取得试验段膨胀土体的力学 稳定后 ，进行剪切试验 ，以快剪为主 ，每分钟剪切变形 参数 ，现场进行大剪试验 ，分别对弱膨胀土 、中膨胀 量为 0．2～0．7171111，约 20rain完成一个样的试验 。 土、裂隙面进行天然和饱和剪两种试验方法，并 同步在 现场试验 垂直 压力采 用 0，25，50，75，100，125， 相应的高程地点取方块样在室 内进行对 比试验 ，取得 150，200 kPa。 了大量的试验成果。本文试图通过将现场试验与室内 试验进行对比，找出规律性 ，为膨胀土渠道边坡设计提 2 试验成果分析 供计算依据。 2．1 应力与位移 1 现场大剪仪介绍 图 1是弱膨胀土的在饱和24h后 ，在垂直压力为 50，100，150，200kPa下剪切后的应力位移曲线。 I．I 现场大剪简介 图2是中膨胀土在不 同压力下 的应力位移 曲线。 现场大剪试验所采用的仪器为 自行研制的YSJ一 图 1、2表明，膨胀土一般为脆性破坏 ，破坏时位移量很 1型大剪仪，仪器由槽钢制成的试验框架、加力系统、 小 ，在位移量达到 4mm左右后 ，其抗剪断强度迅速衰 样盒、盖板、千分表等组成。加力系统采用液压加压， 减，残余强度迅速减tJ,~U原来峰值强度的2／3，说明边 由输油管 、液压千斤顶组成；样盒大小为 40cm ×40 坡发生滑动后