自然氧化弱膨脹土的剪切破壞特征試驗研究

南亞林 ，郭 鴻 ，陳棟梁 ，陳文濤

(1. 信息產業部電子綜合勘察研究院，陜西 西安 710054； 2. 陜西省土體工程技術研究中心，陜西 西安 710054；3. 陜西理工大學 土木工程與建筑學院，陜西 漢中723000； 4. 陜西理工大學 秦巴山地巖土環境與災害防治研究中心，陜西 漢中723000)

膨脹土是一種特殊的高塑限黏土，有顯著脹縮性、裂隙性和超固結性等力學性質。巖土力學領域較為關注膨脹土在干濕循環條件下的短時物性變化和脹縮蠕變等力學變形特征[1-4]。曾浩等[5]研究了膨脹土在干燥過程中收縮應力的變化規律。莊心善等[6]研究了弱膨脹土的累積變形和動強度特性。李晶晶等[7]發現膨脹土類滑坡災害具有漸進性和突發性的時效特征。以上研究對膨脹土的基本力學性質有了較深層次認識。但基于巖土力學觀點的環境巖土工程理論[8-9]認為，外界自然環境變化會對土體物性產生長時的物理、化學及生態等非力學因素影響作用。膨脹土在大氣環境下發生自然緩慢氧化，其黏粒的化學成分、礦物組分和顆粒結構將發生變化。柏立懂等[10]研究了合徐高速北段膨脹土的礦物組分和微結構特征，發現膨脹土的工程特性與其礦物化學成分和氧化程度有關。張先偉等[9]研究了湛江黏土的微觀孔隙緩慢變異特征，發現湛江黏土在大氣條件下氧化后土性劣化，塑性降低，膨脹性與收縮性減弱，靈敏性與結構屈服強度降低。目前關于膨脹氧化土力學變形規律的理論成果并不常見。對比分析膨脹原狀土和氧化土體的土性變化和力學變形規律，對防治膨脹土類地質災害[11-12]具有重要工程實踐價值。……