北疆某工程膨脹土的力學特性及微觀機制試驗研究

崔子晏，張凌凱

(1.新疆農業大學 水利與土木工程學院, 新疆 烏魯木齊 830052； 2.新疆水利工程安全與水災害防治重點實驗室, 新疆 烏魯木齊 830052)

北疆某工程是以輸水明渠為主的跨流域調水工程，其中部分明渠段通過膨脹土地區，在渠道歷年夏季通水、冬季停水的運行方式作用下，極易產生滑坡或局部坍塌，成為工程災害的多發地、易發地，嚴重影響輸水渠道的運行安全。

膨脹土作為一種特殊的高液限黏土，具有顯著的脹縮性[1]，在天然干燥條件下強度較高，遇水會發生膨脹軟化，強度降低，再次失水會收縮，表面出現裂縫，極大地損失土體強度。因此，對膨脹土強度、變形與滲透等力學特性的研究成為膨脹土地區工程建設的關鍵問題[2]。目前，國內外眾多學者關于膨脹土的主要研究成果如下： Dong 等[3]、李新明等[4]通過直剪試驗，研究干密度、含水率、上覆壓力與地域差異等外在因素對抗剪強度的影響及其變化規律；Hotineanu 等[5]、陳永等[6]、蔡正銀等[7]開展室內濕干-凍融耦合循環作用下的直剪試驗，認為其抗剪強度損失主要來源于循環作用產生的裂隙；Keller 等[8]、Bag 等[9]研究顆粒大小與分布、溫度、控制吸力與壓實度等因素對壓縮指標的影響，認為膨脹土的壓縮特性主要受初始孔隙比控制；劉寬等[10]、戴元志等[11]通過壓汞試驗、顯微觀測與SEM 掃描電鏡試驗，研究膨脹土微觀孔隙結構與壓縮特性之間的關系；周葆春等[12]研究滲透系數與孔隙比的關系，認為滲透系數主要受粒度、密度、濕度等的影響；……