膨胀土快速判别及分类方法研究

论文摘要

膨胀土问题是当今工程地质学领域中最为复杂的世界性难题之一,膨胀土现场快速判别与分类是一个目前还没有很好解决的工程问题,膨胀土在南水北调沿线广泛分布,膨胀土现场判别分类是南水北调工程面临的一大工程难题,因此,依托实际工程,研究膨胀土的现场判别与分类方法,具有重要的学术价值和很高的工程实用价值。本论文围绕膨胀土的现场快速判别问题开展了一系列的研究工作,从土体的膨胀机理及土体导电性原理出发,研究了土体电导率与土体亲水性、膨胀性的相互关系。通过大量的室内试验,建立了膨胀土电导率与自由膨胀率的关系式,系统研究了膨胀土导电性的影响因素,采用数理统计软件SPSS对膨胀土的判别指标进行相关分析,结合室内试验成果和南水北调中线膨胀土渠段的实际工程,初步提出了一套采用膨胀土的电导率对膨胀土进行现场快速判别与分类的方法。论文主要研究内容与成果如下:1、从土体的膨胀机理及导电机理出发,研究了电导率和自由膨胀率与土体亲水性的相关关系,研究表明电导率和自由膨胀率与土体亲水性指标间具有显著的相关性;2、对人工制备的标准膨胀土样以及典型地区的膨胀土样进行室内试验研究,研究了电导率和自由膨胀率之间的相互关系,试验结果分析表明标准试样及典型地区膨胀土样自由膨胀率和电导率之间具有显著的线性关系;3、系统研究了土体电导率的影响因素,阐明了土体含盐量、含水率、密度、温度、阳离子交换量和比表面积等指标对土体电导率的影响;4、初步提出了膨胀土现场快速判别分类膨胀土的电导率法,并通过现场试验证明了所提出方法的合理性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 现有膨胀土判别方法综述
• 1.3 本文研究内容
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第二章 膨胀土快速判别与分类指标的遴选
• 2.1 概述
• 2.2 膨胀土膨胀机理
• 2.3 土体导电性研究
• 2.4 膨胀土判别指标遴选
• 第三章 膨胀土电导率与自由膨胀率关系研究
• 3.1 膨胀土导电特性理论依据的探讨
• 3.1.1 粘土颗粒表面电荷的来源
• 3.1.2 土体颗粒性质对膨胀土电导率的影响
• 3.2 电导率与膨胀土亲水性关系研究
• 3.2.1 试验方法
• 3.2.2 试验结果及分析
• 3.3 标准试样自由膨胀率与电导率相关性研究
• 3.3.1 试验过程
• 3.3.2 试验结果与分析
• 3.4 典型地区土样自由膨胀率与电导率的相关性研究
• 3.5 小结
• 第四章 膨胀土电导率影响因素研究
• 4.1 土体含盐量对电导率的影响
• 4.2 含水率和密度对膨胀土电导率的影响
• 4.2.1 土体电导率与含水率的关系的研究
• 4.2.2 土体电导率与密度之间的关系研究
• 4.3 温度和有机质对土体电导率的影响
• 4.3.1 土体电导率与温度关系研究
• 4.3.2 土体电导率与有机质关系研究
• 4.4 阳离子交换量和比表面积对土体电导率的影响
• 4.5 小结
• 第五章 土壤电导率在膨胀土现场快速判别中的应用
• 5.1 膨胀土的现场快速判别与分类方法
• 5.2 电导率方法的现场应用
• 5.3 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢