屈祥

(上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司，上海 200092)

膨胀土具有失水收缩开裂、吸水膨胀软化等特性。膨胀土的变形主要是由内部膨胀矿物如蒙脱石、伊利石等所引起，膨胀矿物吸水时产生明显的双电层效应，矿物内部阳离子被水分子代替，晶体间距增大，颗粒间连接减弱，导致膨胀土产生变形。双电层效应的产生需要一定时间，因而膨胀土吸水变形不是一蹴而就，而是随时间增加逐渐产生的，膨胀土变形与时间的关系是研究膨胀土变形的重要工具之一。对此已有不少学者进行了研究，提出了相应模型，这些模型大多采用指定荷载的最终膨胀率和膨胀速率作为参数，研究膨胀土的变形和变形速率是进行模型预测的基础。湘西张家界—桑植高速公路高路堑膨胀土边坡，降雨后由于膨胀土的不均匀变形引起不同程度滑坡灾害，膨胀土的膨胀变形成为亟待解决的工程问题。该文开展不同初始含水率(8%～16%)下湘西膨胀土无荷载及有荷载膨胀试验，分析上覆荷载及含水率对膨胀土膨胀变形和膨胀速率的影响，采用负指数模型对膨胀土膨胀变形时程进行拟合，最后根据对数预测模型推导初始膨胀速率计算公式，并与归一化的应力比建立统一关系，为湘西地区膨胀土边坡变形控制提供参考。

1 试验材料及方法

试验所用膨胀土取自张家界—桑植高速公路高路堑边坡表层，土样多呈棕黄色，部分呈灰绿色，比重为2.65，自由膨胀率为43.6%，其他指标见表1。……