膨胀土膨胀模型及边坡工程应用研究

膨胀土吸湿膨胀往往会导致工程安全问题。以南阳中膨胀土为研究对象，通过改良试样进水控制系统、测量外体变等措施，实现三轴应力状态膨胀试验，研究充分吸湿引起的体积膨胀率、终了含水率与初始含水率、平均主应力之间的规律关系。试验发现：三轴应力状态下的体积膨胀率与终了含水率均随平均主应力的增大而减小，且在半对数坐标中均呈较好的线性关系，据此建立了三轴应力状态的膨胀模型。将该膨胀模型应用到数值计算中，分析了考虑膨胀变形对膨胀土边坡应力场分布的影响规律，比较了充分吸湿条件下不同膨胀等级的膨胀土边坡的塑性区发展特征，并针对不同厚度换填处理措施进行了效果验证。研究表明：该膨胀模型表达式简洁，参数求取简单，用于数值计算成果合理可靠，具有较强的实用性。