基于原位電阻率的膨脹土工程性能評價方法研究.pdf

1、膨脹土體內(nèi)含有大量親水性礦物，水分變化時表現(xiàn)出明顯的脹縮性，對工程危害很大，因此在工程施工前必須對工程場地進行勘察，評價場地膨脹土的膨脹潛勢，以對其作出相應的處理。目前對膨脹土場地的工程評價，主要通過鉆探取樣和室內(nèi)試驗，預估膨脹土場地的膨脹變形。該方法一般操作麻煩、耗時長。因此，研究一種方便快捷的評價原位膨脹土體工程特性的技術(shù)手段具有重要意義。土的電阻率是土的導電性基本參數(shù)，主要影響指標有含水率，密度，飽和度，孔隙率，顆粒結(jié)構(gòu)，孔隙液離

2、子成分與濃度，孔隙特性，礦物成分等，這些指標的變化都會一定程度上引起膨脹土的工程特性指標以及電阻率的改變，因此研究電阻率指標與膨脹土工程特性的關(guān)系對建立原位評價膨脹土的工程性質(zhì)具有現(xiàn)實工程和理論意義。本文以非洲黑棉土膨脹性能快速評價項目為依托，通過室內(nèi)試驗、理論分析、模型試驗和現(xiàn)場試驗相結(jié)合的方法，對電阻率指標和膨脹土工程特性之間的關(guān)系和基于電阻率的原位測試方法進行了研究。主要研究內(nèi)容與成果有:
　　1.采用室內(nèi)試驗研究了人工膨脹

3、土（高嶺土和膨潤土混合樣）和天然膨脹土的工程特性。結(jié)果表明，人工膨脹土自由膨脹率、自由膨脹系數(shù)隨膨潤土含量增加而增大;無荷線膨脹率隨含水率增加而減小，隨膨潤土含量增加而線性增大，隨自由膨脹率增加而呈冪函數(shù)增大;粘粒含量隨膨潤土含量增加而增大，砂粒含量則減小;液限和塑性指數(shù)隨著自由膨脹率的增加而顯著增加，塑限則相對平穩(wěn);pH值隨水土比增加而增大，最后趨于穩(wěn)定，隨自由膨脹率增加而線性減小。天然膨脹土無荷線膨脹率隨自由膨脹率增加而呈冪函數(shù)增大

4、;pH值隨著水土比增加而線性增大。
　　2.采用室內(nèi)電學試驗研究了人工膨脹土和天然膨脹土的電學參數(shù)與工程特性的關(guān)系。結(jié)果表明，人工膨脹土和天然膨脹土電阻率隨著含水率、密度、飽和度、自由膨脹率、液限、塑性指數(shù)、粘粒含量、pH值的增大而呈冪函數(shù)減小，隨孔隙率增大而呈冪函數(shù)增大，且均有比較好的擬合關(guān)系。
　　3.研制了原位測試電阻率探頭，該探頭采用四極垂向電測深(4P-VES)測試方法，適用于地面以下50m內(nèi)的土層電阻率測試。