一、改善膨胀性土变形性能的处理机理研究（论文文献综述）
潘兆远[1]（2021）在《生物炭改良膨胀土的工程特性研究及边坡稳定性分析》文中研究说明膨胀土是一种具有吸水膨胀、失水收缩且反复变形等特性的区域性特殊土,膨胀土边坡常发生工程事故,造成交通中断、生态环境破坏等,带来巨大的经济损失,因此,采用科学合理的方式对膨胀土边坡进行处理显得尤为重要。工程中常使用石灰、水泥等无机材料对膨胀土边坡进行改良加固,但其存在拌和难、施工周期长和破坏环境等不足。为响应国家绿色发展的号召,生物炭因其具有废物利用、促进植物生长、吸附能力强、成本低等特点受到广泛关注,已有研究表明在土体中掺入生物炭有利于改善土体的性质。目前关于生物炭改良膨胀土工程特性及机理的研究,尤其是生物炭的选材（植物或动物制备）以及掺量的研究较少,鉴于此,开展生物炭改良膨胀土工程特性的研究非常有必要。本文采用室内试验和数值模拟的方法对生物炭改良膨胀土的工程特性及边坡稳定性进行了研究,主要研究内容和结果如下:（1）通过室内宏观试验对不同掺量、不同种类的生物炭改良膨胀土的力学、渗透及膨胀特性进行一系列对比试验研究,试验包括:直剪试验、变水头渗透试验、无荷载膨胀试验等。结果表明:对比两种生物炭种类,木片生物炭对膨胀土力学特性的影响较猪粪生物炭明显。生物炭掺量为15%时能有效提高膨胀土的抗剪、抗压强度并降低了膨胀土的压缩性;对于膨胀土的渗透特性,其渗透系数随着生物炭掺量增大呈现出先减小后增大的趋势,在猪粪生物炭掺量为10%时,渗透系数降低了75.0%;本文选用的膨胀土膨胀率为65%,10%掺量的木片生物炭能够将膨胀率降低至36%,证明了在膨胀土中掺入生物炭能有效起到抑制膨胀的作用,为生物炭改良膨胀土边坡稳定研究奠定了科学基础。（2）通过室内微观试验（电镜扫描、X射线衍射、能谱分析）对生物炭改良膨胀土的作用机理进行分析。研究表明:生物炭与膨胀土的理化反应主要是土壤颗粒表面的离子交换吸附,并未发生矿物合成或分解的化学反应。生物炭中的高电荷离子通过交换进入层间置换出土壤中原子价态较低的阳离子与层间水,使得双电层厚度变小,结合水膜变薄,土颗粒亲水性减弱,进而降低膨胀性。此外,生物炭的掺入降低了土壤颗粒之间相互排斥的能力,促进土壤连接体和团聚体的形成,从而限制水进入土壤,提高土骨架的结构稳定性。其中,木片生物炭和膨胀土之间产生了连接体,而猪粪生物炭和膨胀土产生絮凝作用促进了团聚体的形成,揭示了不同种类生物炭改良膨胀土的作用机理。（3）基于室内试验结果对不同掺量、不同种类生物炭改良膨胀土的边坡稳定性进行数值模拟分析,并研究降雨强度和改良土换填深度对边坡稳定性的影响。得出:当生物炭掺量较少（5%）时改良土边坡的安全系数相较于未改良膨胀土边坡没有明显变化。但随着生物炭掺量逐渐增大,边坡的安全系数有了明显的提高。其中,15%木片生物炭改良土边坡的安全系数是模拟结果最大值,说明木片生物炭对膨胀土边坡稳定性的影响较猪粪生物炭明显。另外,未改良膨胀土和生物炭改良土的边坡稳定性均随着降雨强度的增大呈现先稳定不变然后逐渐降低的趋势。膨胀土边坡稳定性随着生物炭改良土换填深度的增大而逐渐增大,呈线性关系。研究结果可为采用生物炭处理的膨胀土边坡工程实践提供参考。
邱维钊[2]（2021）在《仿岩溶碳酸氢钙改良膨胀土试验研究》文中研究说明膨胀土是一种吸水膨胀软化、失水收缩干裂,主要成分由蒙脱石和伊利石构成的特殊土,常给工程建设造成损失。工程中采用石灰、水泥等土壤固化材料对膨胀土进行改良,具有良好的效果,但这些传统的土壤固化材料存在着污染环境、拌合不均匀等问题。因此,寻找一种环境友好型的新型土壤改良材料十分必要。本研究从自然界钟乳石和黄土中钙质结核的形成机理出发,提出了一种环境友好型的改良膨胀土的方法,即仿岩溶碳酸氢钙加固土体技术（Calcium Bicarbonate from Pseudo-Karstification,简称CFPK）,并对仿岩溶碳酸氢钙改良膨胀土的胀缩性能、物理力学性能、表面吸附、碳酸钙含量以及微观结构等的影响进行了研究。结论如下:（1）仿岩溶碳酸氢钙溶液可显着地降低膨胀土的胀缩性。当掺量比为6:1时,土样的自由膨胀率从90%降低到60%以下,无荷膨胀率从15%降低到8%,线收缩率从8%降低到6.5%。从经济以及改良效果的角度考虑,推荐仿岩溶碳酸氢钙改良膨胀土的最优掺量比为6:1。（2）仿岩溶碳酸氢钙改良土样的物理化学和力学性能有所改善。改良后,土样碱度升高,碳酸钙含量增大;土体吸附的可交换性Na+、K+、Mg2+含量无明显变化,交换性Ca2+含量和交换性阳离子总量降低;细粒含量降低,粗粒含量增多;土体抗剪强度有了一定程度提高,但黏聚力和内摩擦角变化不大。（3）扫描电镜和能谱分析结果表明,经仿岩溶碳酸氢钙处理后,膨胀土的颗粒胶结明显增强;颗粒表面的弯曲和褶皱消失,内部孔隙减少,断面变得平滑,结构更加致密;土体中碳酸钙含量明显增加。（4）仿岩溶碳酸氢钙改良膨胀土的机理在于溶液中含有H+、Ca2+、HCO3-、CO32-等离子,同时溶解有饱和的二氧化碳气体。通过离子交换作用,H+置换了土体吸附的交换性Ca2+,减小了双电层厚度;通过岩溶作用,新形成了具有胶结作用的碳酸钙结晶,增强了土颗粒间联结强度和团粒化作用。离子交换作用和岩溶作用导致了土体胀缩性的降低。
李小冰[3]（2021）在《微生物改良膨胀土的微观结构和力学特性研究》文中研究说明论文依托国家自然科学基金资助项目“膨胀土非线性流变特性研究”（项目编号:50978097）,基于MICP技术,开展了微生物改良膨胀土的微观结构和力学特性研究。通过对广西南宁膨胀土开展的微观结构试验研究以及系列物理和力学特性的试验研究,探明了微生物的矿化作用对改良膨胀土的矿物组成和微观结构特征变化的影响规律,并揭示了其影响机理。探明了处理溶液掺量和养护龄期对膨胀土的亲水特性、膨胀特性和力学特性的影响规律,并揭示了其相应的影响机理。基于K-G模型,探明了处理溶液掺量对K-G模型参数的影响规律。在此基础上,应用扰动状态理论,建立了基于扰动状态理论的微生物改良膨胀土的修正K-G模型。根据试验研究和理论分析,主要取到了以下的研究进展和创新成果。（1）通过X射线衍射试验和扫描电子显微镜试验研究,分析了改良前后膨胀土的矿物成分和微观结构特征的变化。改良后膨胀土的矿物成分发生了明显的改变,增加了许多方解石晶体。在膨胀土的颗粒表面有了明显的碳酸钙沉淀存在,碳酸钙的沉淀物胶结了土颗粒,并填充了土颗粒间的孔隙,从而增强了土颗粒间的联接能力,改善了土颗粒的稳定性。进一步验证了采用微生物技术对膨胀土进行改良是可行的,也是更有效的。（2）通过界限含水率、标准吸湿含水率和膨胀特性等试验研究发现,随着处理溶液掺量的增大或养护龄期的延长,微生物改良膨胀土的液限含水率、塑性指数、标准吸湿含水率和膨胀率均逐渐减小。说明经过微生物改良后,膨胀土的亲水特性和膨胀特性均得到了明显的改善。（3）通过直接剪切试验和固结压缩试验研究发现,改良后膨胀土的抗剪强度得到了明显的提高,其压缩特性也得到了明显的改善。随着养护龄期的延长或处理溶液掺量的增大,膨胀土的抗剪强度指标逐渐增大,其压缩系数逐渐减小,压缩模量逐渐增大。研究发现,经过28d养护且其处理溶液掺量为60%的改良膨胀土,由未改良前的高压缩性土变成了改良后的中压缩性土。（4）通过等向固结排水和等p三轴固结排水剪切试验研究发现,随着处理溶液掺量的增大,微生物改良膨胀土的体应变逐渐减小,其偏应力逐渐增大。研究结果表明,微生物改良膨胀土不仅能够提高其强度,也能改善其变形特性。（5）通过试验研究和对模型参数的对比分析发现,随着处理溶液掺量的增大,微生物改良膨胀土的切线体积模量和切线剪切模量均逐渐增大。应用扰动状态理论并结合对K-G模型的分析,得到了改良膨胀土的切线体积模量以及切线剪切模量等分析模型。在此基础上,建立了基于扰动状态理论的微生物改良膨胀土的修正K-G模型。上述研究成果,为进一步开展微生物改良膨胀土的研究,提供了可靠的试验依据,也为相关内容的研究奠定了理论基础。同时,为微生物改良膨胀土的实际工程应用,提供了理论依据。也为采用现代生物岩土技术改良膨胀土的工程应用,提供了新的思路。
王博林[4]（2021）在《湿陷与膨胀地基中基桩竖向承载特性及新型套管桩技术研究》文中指出我国分布着各种类型工程性质迥异的特殊土,其中,湿陷性黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性对工程构筑物的危害最为严重。为减小地基变形对上部结构的影响,湿陷性黄土、膨胀土地区建（构）筑物常采用桩基础,但由于湿陷性黄土、膨胀土地基中桩-土相互作用的复杂性,如果设计不当,膨胀土地基中的基桩将受到土体膨胀产生的上拔力,可能拉断基桩甚至导致上部构筑物发生严重抬升;此外,湿陷性黄土地基中的基桩由于土体湿陷会在桩身产生负摩阻力,使基桩产生附加沉降。因此,研究这两类特殊土地基中基桩的承载特性与计算方法,可为桩基础的设计提供参考,另外,为减小此类特殊土地基变形对基桩的危害,新型主动隔离技术成为目前岩土工程界关注的焦点。本文在总结国内外该领域研究现状的基础上,进行了湿陷性黄土、膨胀土模型试验中相似材料的制备技术研究,得到了能够控制膨胀率及湿陷系数的相似材料。应用制备的相似材料,设计了膨胀土地基中无套管基桩与新型套管桩的室内模型试验,分析了膨胀地基中基桩的承载特性,采用剪切位移法,考虑膨胀土的膨胀特性,得到了膨胀土地基中单桩荷载传递规律的解析解,并验证了新型套管桩处理膨胀土地基的可行性与效果。结合湿陷性土地基中基桩与涂层基桩的模型试验,对湿陷性土中基桩的承载特性进行了研究,提出了基于室内与现场试验的负摩阻力分布的计算方法。最后,依托湿陷性土地基中新型套管桩模型试验,对湿陷性土层中隔离负摩阻力的新型套管桩的承载特性与应用前景进行了研究。主要的研究内容及成果如下:（1）选取砂、膨润土、石膏作为基本材料,进行了膨胀土相似材料的制备与配比研究。采用侧限无荷膨胀试验,研究了膨胀土相似材料不同质量配比下混合物的膨胀特性,并对各组分含量与膨胀率的关系进行了分析;利用侧限有荷膨胀试验结果,对膨胀率进行非线性拟合分析,提出膨胀率与垂直压力呈对数曲线关系式。揭示了黏粒含量、初始干密度、初始含水率对膨胀土相似材料混合物膨胀率的影响。试验结果表明,砂:膨润土:石膏（质量配合比）为8:9:3时,膨胀土相似材料具有显着的吸水膨胀特性,最大膨胀率可达到30%以上,且该配比下混合物中土体骨架占比合理并易于实验室制备。（2）选取砂、石英粉、膨润土、石膏、工业盐作为湿陷性黄土相似材料的基本材料,通过不同配比下混合物常规物理力学试验及湿陷试验发现,砂:石英粉:膨润土:石膏:工业盐（质量配合比）为0.25:0.3:0.3:0.1:0.05时,混合物的干密度、最优含水率、最大干密度、黏聚力、内摩擦角、湿陷系数等指标均接近于天然黄土的相关指标,可作为湿陷性黄土相似材料。（3）结合某实际工程中采用新型套管桩解决地面膨胀的问题,设计了膨胀土地基中无套管基桩与新型套管桩嵌入膨胀土地基中的室内模型试验。通过新型套管桩嵌入膨胀性土中的试验,分析了膨胀性土的膨胀量、内外桩竖向位移以及内外桩轴力等的变化规律,验证了其处理地面膨胀病害的可行性。基于剪切位移法,从桩-土相互作用的机理出发,考虑桩周土体膨胀影响,采用试验结果提出膨胀率与垂直压力的对数曲线的关系式,利用弹性理论推导了膨胀土地基中单桩荷载传递规律的微分方程,并得到了桩身轴力的理论解答,与前述模型试验中基桩的轴力实测值进行了对比分析,结果表明此计算方法可较好地计算膨胀性土层中基桩的桩身轴力。（4）通过湿陷性土地基中基桩与沥青涂层基桩模型试验,对湿陷性土中基桩的承载特性进行了研究。基于室内试验与调研现场试验结果,对负摩阻力的分布特性、中性点的位置、最大负摩阻力的大小等进行了分析,提出了三角形负摩阻力分布的计算方法,并与现场试验、模型试验结果进行了对比分析。结果表明,采用三角形法负摩阻力分布形式,中性点深度取湿陷土层厚度的0.40～0.65倍,最大负摩阻力取平均负摩阻力的2倍,计算所得下拉荷载与实测值较为接近,且误差较小。通过对沥青涂层基桩桩侧摩阻力的分析发现,在中性点以上采用沥青涂层的方法,可减小负摩阻力25%左右。（5）开展了湿陷性土地基中新型套管桩模型试验,采用人工制备湿陷性黄土填筑模型,进行套管桩竖向承载特性模型试验研究。通过浸水前后基桩承载特性和土体湿陷变形研究,分析了新型套管桩桩身轴力、桩侧阻力、负摩阻力等变化规律,探讨了新型套管桩基础竖向承载机理与负摩阻力发展规律,研究结果可为湿陷性黄土地基中新型套管桩技术的应用提供理论支撑。
朱杰茹[5]（2021）在《碱污染对红黏土、膨胀土的物理力学特性影响》文中研究说明我国工业化进程给环境带来较大的土壤污染,目前,研究污染土的物理力学特性、工程特性等问题对实际工程起着至关重要的作用。本文对红黏土、膨胀土这两种特殊土被Na OH污染后的物理性质、力学特性、微观形态等方面展开了试验研究与探讨,主要工作和研究内容如下:（1）参考现有的配制碱污染土的制备方法,采用Na OH晶体作为污染物,土样初始含水率控制为28%,污染液浓度控制为0%、1%、2%、4%,并对试验所用污染前的红黏土、膨胀土土样的基本性质指标和矿物成分组成进行了测定。（2）对碱污染后的红黏土、膨胀土做了相关的物理性质试验,依次得到了污染土样的液塑限值、黏粒含量、比重和比表面积的变化规律,发现两种土之间变化趋势基本相同,但变化效应有所差异。这主要是由于膨胀土受自身膨胀特性的影响,在Na+的侵蚀作用下,化学腐蚀和正负电荷发挥作用明显,膨胀土同时发生了颗粒破碎和微粒转化作用,因此Na+对红黏土和膨胀土的物理性质影响作用并不相同。（3）进一步对红黏土、膨胀土在碱污染状况下做了直剪试验、室内收缩试验研究其力学特性。并对Na OH污染前后的两种土进行了对比分析,试验数据表明污染后的红黏土和膨胀土的黏聚力、线缩率和收缩系数均变大,摩擦角降低。碱污染降低了土体强度、增大了竖向变形,其原因在于Na OH的加入,使土体内部胶结物等发生溶蚀,微孔隙出现塌陷,黏土体的土骨架遭到破坏。因矿物组成的不同,认为碱液主要影响红黏土中无定型的氧化铁,膨胀土中则是对其蒙脱石的层间晶格距离造成影响,试验结果表明膨胀土强于红黏土的力学性能改变程度。（4）为了更好的解释红黏土、膨胀土的宏观物理力学变化机理,采用微观表征试验XRD衍射试验、扫描电镜试验解释说明,发现两种土的黏土矿物含量出现降低现象,且膨胀土较显着,土颗粒之间的联结方式也发生改变,红黏土由碎散颗粒向蜂窝结构转化,膨胀土则由片状碎散体向层状叠聚体转变,这主要是由于离子间的化学作用和矿物成分活性改变引起的。从微观到宏观使研究碱污染对红黏土、膨胀土的物理力学特性影响更系统全面。
张新冈[6]（2020）在《含膨胀组分混合填料膨胀机理及评价方法研究》文中研究表明由于高速铁路的高标准要求,路基的微膨胀变形也对线路的平顺性造成了极大的危害,一些开通的高铁线路也出现了不少上拱病害问题,给运营维护带来了很大困难,因此,在高速铁路建设工程中微膨胀性问题也应当得到充分重视。对于微膨胀性变形控制不只是控制标准的问题,为保证工程建设的经济性和科学性,需要对微膨胀变形问题的发生、发展过程及规律开展系统的研究。高速铁路路基工程中严禁使用膨胀性填料,然而在一些地区的非膨胀混合料中不可避免含有一定比例的膨胀性物质,其实际的膨胀变形表现不一,对工程建设造成了极大的困扰,需要掌握其膨胀变形规律并对其危害进行系统的分析评价。本文在调研沪昆、京沈、兰新和大西等高铁路基上拱病害的基础上,通过室内试验和PFC颗粒流数值模拟,分析了含膨胀组分混合填料的宏、细观膨胀变形特性;揭示了微膨胀混合填料膨胀机理;建立了含膨胀组分混合填料的膨胀作用机制模型;提出了微膨胀混合填料膨胀性的试验和评价方法。主要研究的内容及成果如下:（1）通过室内试验,分析获得了混合填料中膨胀组分的物理、化学及膨胀特性;自制了大直径多环膨胀仪,试验分析了混合填料的微膨胀影响因素及膨胀规律,其中膨胀组分含量、初始含水率、荷载及孔隙率对混合填料的微膨胀变形影响较大。（2）通过PFC3D颗粒流数值模拟软件建立了膨胀组分不同含量、粗颗形状均匀性和不同孔隙率下膨胀组分混合填料的细观模型,获得了混合填料中颗粒的运动特征、接触力链、孔隙变化和能量演化规律,含膨胀组分的混合填料膨胀过程是膨胀组分吸水体积膨胀填充骨架孔隙和抬升骨架形成宏观膨胀的过程。（3）基于膨胀组分膨胀体积转化为填充孔隙体积及骨架抬升宏观膨胀体积的作用机理,建立了含膨胀组分混合填料的膨胀作用机制模型。通过能量最低原理建立了膨胀组分膨胀填充孔隙和抬升骨架的分配方程及含膨胀组分混合填料膨胀率的计算公式。（4）研制了混合填料骨架等效孔径孔板试验仪,模拟测试了膨胀组分膨胀填充孔隙的过程与穿过孔隙的耗能。提出了微膨胀混合填料的膨胀性试验评价方法,即以膨胀组分膨胀性、膨胀填充耗能、非膨胀骨架孔隙状态试验为基础的混合填料膨胀性的综合分析方法。
谢腾飞[7]（2020）在《银西高铁早胜三号隧道古土壤膨胀特性与微观结构研究》文中指出在我国经济的持续发展下,在西部黄土地区修建高速铁路成为带动西部经济增长的重中之重。银西高铁以隧道形式穿越黄土塬区古土壤层,古土壤的工程性质复杂,其膨胀性大大提高了隧道施工的难度。本文以银西高铁早胜三号隧道的膨胀性古土壤为研究对象,通过资料收集、室内试验、核磁共振试验以及电镜扫描试验,对古土壤物理特性、膨胀特性以及微观结构进行了研究,主要成果如下:（1）通过基本指标的测定及矿物成分分析得到了古土壤的物理性质指标及矿物组分,并对古土壤的膨胀性进行了判别。（2）通过对古土壤进行无荷膨胀率试验、膨胀力试验、有荷膨胀率试验与干湿循环试验,得到了不同含水率下古土壤的膨胀特性,并将原状土与重塑土进行对比。试验表明,无荷膨胀率和膨胀力随初始含水率的升高出现下降,重塑土的无荷膨胀率和膨胀力明显高于原状土;原状土与重塑土的有荷膨胀率随着上覆荷载的增加出现下降,并且重塑土在任一荷载下的膨胀率均大于原状土;在干湿循环条件下,古土壤的无荷膨胀率与循环次数呈现正相关的关系,但增长幅度呈现下降趋势。（3）通过核磁试验,对古土壤T2分布曲线与谱面积进行了分析,并将驰豫时间转化成孔隙分布规律,研究了孔隙分布与土体状态的关系。结果表明,T2谱呈三峰状态,古土壤T2谱面积第一峰占比最多,第二峰次之,第三峰最少,孔隙则主要以中孔隙为主。（4）通过电镜扫描试验来分析不同初始含水率下原状土与重塑土的微观变化,得出初始含水率增大,颗粒平均丰度、颗粒分形维数、孔隙平均丰度均增大,颗粒平均圆形度、孔隙平均圆形度、孔隙分形维数减小。（5）基于灰色关联法原理,通过关联模型分析评价了古土壤无荷膨胀率、膨胀力与微观结构参数的相关性,发现分形维数对古土壤的膨胀特性起到主要贡献作用。
赵威威[8]（2020）在《黄土-膨胀古土壤隧道支护结构与围岩力学特性分析》文中指出隧道在穿越黄土-古土壤地层中围岩浸水产生膨胀变形问题,这将严重威胁隧道在运营期的安全,因此,研究古土壤的力学特性和隧道支护结构与围岩相互作用具有重要意义。本文从室内力学试验和细观测试,研究了黄土-古土壤的膨胀力学特性及微观的结构特征,得到了相关力学参数。以银西高铁早胜三号隧道为工程背景,运用Midas-GTS软件与FLAC3D有限差分法软件,建立了三维模型,应用热-力耦合算法,分析了古土壤的膨胀对隧道衬砌结构的内力影响,在确定膨胀力等效荷载基础上,研究不同膨胀荷载下隧道围岩的应力和变形、承载拱、基底应力分布、实体衬砌的破坏模式。推导了考虑不同膨胀荷载作用下地基压缩应力的解析解。本文主要取得以下研究成果:（1）主要通过对黄土-古土壤力学特性研究,确定古土壤膨胀力约为40kPa;膨胀变形量对数值与压缩应力对数值呈线性关系。细观试验测定古土壤膨胀变形主要由黏土矿物伊利石引起,微结构以粒间空隙为主,土颗粒呈面面接触,与Q3黄土进行对比,古土壤结构致密。（2）运用GTS荷载-结构法对埋深50m的隧道支护结构进行数值计算。考虑不同位置作用不用大小膨胀力,结果表明,膨胀力作用于拱顶是最不利的,临塑膨胀力最小;当基底膨胀力超过一定值时,仰拱中心隆起变形加快;拱顶的沉降量与拱顶膨胀荷载成线性正相关。（3）进行FLAC3D热-力耦合数值计算,结果表明,隧道开挖后拱腰两侧一定范围内出现附加应力;得到初始状态和不同膨胀荷载作用下围岩承载拱内外边界值;对实体衬砌破坏模式进行分析,衬砌塑性区由拱顶向外侧逐步贯通,由拱脚内侧逐步向仰拱中心发展,并与荷载结构法计算结果形对比,两者结果趋于一致。（4）利用Flamant和隧道周围施加一圈膨胀荷载模型,确定了不同膨胀荷载下基底压力分布函数,得到了膨胀荷载下基底附加应力解析解,并用仰拱中心进行验证,证明了解析解在一定范围是可靠的,而膨胀荷载产生的附加应力只对基底以下10m的土层产生影响。
卢叶波[9]（2020）在《大戛高速公路高填方路基水敏性软岩改良土路用性能研究》文中研究说明大戛高速为云南新平县大开门至戛洒的新建高速公路,沿线广泛分布着崩解性强、遇水易软化、工程性能不稳定的泥岩、页岩等水敏性软岩。由于云南多山少地,路堑开挖所造成的弃方占用耕地或沟谷填方不稳定等问题均给工程带来困难。针对水敏性软岩性能加以改良,在高填方路基段进行充分利用,不仅平衡填挖方、消除弃方,而且可达到保护耕地和环境的作用。这将为工程带来巨大的经济效益,也完全符合可持续发展和环保的绿色交通理念。本文从水敏性软岩的基本性能和路用性出发,通过现场勘察和室内实验,全面系统的研究了水敏性软岩的物理、水理和力学特性;对水敏性软岩改良土的路用性能进行了对比测试和分析;建立了基于改良土性能的路基沉降数值计算模型,对车辆荷载条件下的沉降变形进行了分析;采用多种指标对水敏性软岩及改良填料的路用性能进行了评价,并提出了水敏性软岩高填方路基施工措施。通过研究主要得出以下成果和结论:（1）通过试验研究发现了水敏性软岩填料具有物理特性良好而遇水易软化的典型特性。基于高填方路段的实际工况,研究了水敏性软岩的矿物成分、界限含水率、颗粒级配、单轴抗压强度特性、崩解特性、膨胀力特性等基本性能,并据此提出采用石灰进行改良。（2）研究了水敏性软岩石灰改良填料路用性,得出通过控制填筑含水率和压实度,水敏性软岩素土填料与石灰改良填料分别具有路堤和路床的填筑可行性。通过不同掺灰率水敏性软岩改良填料强度特性与胀缩特性试验,总结分析得出石灰对填料路用性的改良效果显着,最佳掺灰率为7%,最佳养护时间为7d。（3）基于改良土性能建立了路基沉降数值计算模型,揭示了不同掺灰率改良填料填筑路床后高填方路基受车辆荷载作用的沉降规律。结果显示改良路基的沉降量较未改良路基显着减小,且掺灰率为7%时沉降达到最小,掺入石灰能有效降低软岩的水敏性,提高路基稳定性。（4）基于试验和数值模拟的成果,对水敏性软岩填料及改良土的水敏性、强度特性、胀缩特性等路用性指标进行评价,根据路基不同部位的填筑要求提出了水敏性软岩及改良填料的评价指标体系,提出了水敏性软岩高填方路基相关的施工措施,为实际工程提供了参考依据。
韦晨[10]（2020）在《NaCl溶液对改性陕南膨胀土强度变形特性研究》文中提出膨胀土在我国陕南等其他地区均较常见、分布较为广泛,因其独有吸水膨胀、失水收缩和浸水承载力衰减等不良特性,使膨胀土地区工程建设、防灾减灾以及加固修缮工作困难重重,甚至造成严重的经济损失,解决此类问题刻不容缓。因此,需要对不同地区膨胀土进行改良、改性使其能够减轻对工程实际过程的不良影响,满足其建设施工要求。目前,关于陕南膨胀土地区施工建设以及滑坡治理方面的工程项目不断增加,针对该地区膨胀土改性整治方面的研究相对甚少,以至于研究Na Cl溶液改性陕南膨胀土对其膨胀特性、强度变形特性以及微观结构特征的影响具有重要现实意义,为今后进一步研究改良该地区膨胀土不良特性以及在工程实际当中的应用提供理论和试验依据。本文以陕南汉中勉县地区膨胀土为研究对象,针对Na Cl溶液改性条件下膨胀土基本物理性质、抗剪强度指标、变形以及微观结构变化特征进行分析探究。以下为主要研究内容:（1）通过常规室内试验对膨胀土试样进行XRD矿物组成成分分析,测得土样天然密度、重度、天然含水率、界限含水率和自由膨胀率等一系列基本物理性质指标参数。并且使用浓度为0.1mol/L、0.5mol/L和1mol/L的Na Cl溶液与膨胀土相互作用,观察其膨胀性参数的变化,初步判断Na Cl溶液对膨胀性具有抑制效果、切实可行。结果表明:改性膨胀土的界限含水率和塑性指数都有明显的下降趋势,并且随着Na Cl溶液浓度的增加下降程度越大。同时膨胀土自由膨胀率也有所下降,Na Cl溶液的作用下膨胀土的膨胀类型从中膨胀土降为弱膨胀土。（2）针对不同浓度Na Cl溶液改性的膨胀土,在不同固结围压以及制样含水率条件下进行常规三轴压缩剪切试验,研究Na Cl溶液浓度、固结围压和制样含水率对膨胀土抗剪强度和强度指标的影响规律。根据试验结果可知,膨胀土土样的抗剪强度和界限含水率关于固结围压成正相关,与制样含水率和Na Cl溶液浓度成负相关,其中对内摩擦角影响程度较弱。（3）研究三轴压缩剪切试验中固结围压、制样含水率以及Na Cl溶液浓度对膨胀土应力—应变关系曲线的影响,可知在低围压条件下应力—应变关系曲线多为理想弹塑型;而在高围压条件下,则多呈现为应变硬化型。其次,在低浓度低制样含水率的条件下,试样的应力—应变关系曲线多为应变硬化型或理想弹塑型;而随着改性溶液浓度和制样含水率的增加,其应力—应变关系曲线逐渐出现应变软化的趋势。（4）分析陕南膨胀土强度和变形的变化规律探究其影响机理,增加围压提高试样σ2、σ3方向约束力,使得土体内部颗粒排列更加密实紧凑,土骨架更加坚硬,提高土体试样的有效应力以及一定程度上控制试样在试验过程中含水率的变化,从而出现应变硬化型应力—应变曲线且提高土体抗剪切破坏的能力。制样含水率的增加使得土颗粒间弱结合水和自由水含量增多,颗粒间水膜厚度增加,导致内摩擦角出现减小趋势,同时削弱颗粒间的联结作用,使膨胀土粘聚力减小。而随着Na Cl溶液浓度的增大,膨胀土颗粒双电层厚度和净斥力减小,阻碍颗粒间产生位移的能力降低。土中矿物成分发生反应,胶结物质含量减少,膨胀土颗粒间的相互嵌入与机械咬合作用减弱,因此膨胀土的粘聚力和内摩擦角均呈现不同程度的减小。（5）利用XRD电镜扫描仪器研究分析制样含水率和改性溶液浓度对膨胀土微观结构的影响规律。随着制样含水率增高,膨胀土微观结构中颗粒间孔隙区域较少,主要以片状、扁平状颗粒通过面—面接触的形式组成其微观结构;而伴随Na Cl溶液浓度增高的条件下,颗粒间孔隙数量略有增加,微观结构组成转变为以粒状、块状为主,面—边和边—边的接触形式;从而通过陕南膨胀土微观结构的变化规律阐释宏观现象发生的内在原因。
二、改善膨胀性土变形性能的处理机理研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、改善膨胀性土变形性能的处理机理研究（论文提纲范文）
（1）生物炭改良膨胀土的工程特性研究及边坡稳定性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 膨胀土工程特性研究 |
| 1.2.2 改良膨胀土的研究 |
| 1.2.3 生物炭的应用研究 |
| 1.2.4 边坡稳定性研究 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 改良土的力学特性及渗透特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 改良土的基本物理性质指标 |
| 2.2.1 试验用土的物理性质 |
| 2.2.2 试验生物炭的物理性质 |
| 2.3 改良土的力学特性试验 |
| 2.3.1 室内直剪试验 |
| 2.3.2 无侧限抗压强度试验 |
| 2.3.3 固结试验 |
| 2.4 改良土的渗透特性研究 |
| 2.4.1 膨胀土的渗透理论研究 |
| 2.4.2 变水头渗透试验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 改良土的膨胀特性及微观结构特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 膨胀土的膨胀机理 |
| 3.2.1 晶格扩张理论 |
| 3.2.2 双电层理论 |
| 3.3 改良土的膨胀特性试验 |
| 3.3.1 界限含水率试验 |
| 3.3.2 自由膨胀率试验 |
| 3.3.3 无荷载膨胀率试验 |
| 3.4 改良土的微观结构特性试验 |
| 3.4.1 X射线衍射试验 |
| 3.4.2 电镜扫描试验 |
| 3.4.3 能谱分析试验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 改良土的边坡稳定性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 边坡稳定性分析方法 |
| 4.2.1 边坡稳定性分析方法 |
| 4.2.2 土体非饱和渗流理论 |
| 4.3 数值模型建立及参数选取 |
| 4.3.1 边坡模型 |
| 4.3.2 边界条件 |
| 4.3.3 降雨模式 |
| 4.3.4 计算参数 |
| 4.4 模拟结果分析 |
| 4.4.1 干燥条件下生物炭对边坡稳定性的影响 |
| 4.4.2 降雨强度对边坡稳定性的影响 |
| 4.4.3 换填深度对边坡稳定性的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间科研成果 |
（2）仿岩溶碳酸氢钙改良膨胀土试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 物理改良技术 |
| 1.2.2 化学改良技术 |
| 1.2.3 生物改良技术 |
| 1.3 存在问题 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 第二章 试验材料与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 试验用土 |
| 2.1.2 试验用碳酸钙 |
| 2.1.3 试验用二氧化碳 |
| 2.1.4 试验用水 |
| 2.1.5 仿岩溶碳酸氢钙溶液的制备 |
| 2.1.6 仿岩溶碳酸氢钙溶液改良土的处理方式 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 自由膨胀率试验 |
| 2.2.2 无荷膨胀率试验 |
| 2.2.3 收缩试验 |
| 2.2.4 颗粒级配试验 |
| 2.2.5 碳酸钙含量测定 |
| 2.2.6 酸碱度试验 |
| 2.2.7 直接剪切试验 |
| 2.2.8 交换性阳离子含量测定试验 |
| 2.2.9 扫描电镜试验 |
| 第三章 CFPK改良膨胀土胀缩特性影响研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 试验方案 |
| 3.3 试验结果分析 |
| 3.3.1 自由膨胀率试验 |
| 3.3.2 无荷膨胀率试验 |
| 3.3.3 收缩试验 |
| 3.3.4 小结 |
| 第四章 CFPK改良膨胀土物理化学及力学特性影响研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 试验方案 |
| 4.3 试验结果分析 |
| 4.3.1 颗粒级配试验结果 |
| 4.3.2 碳酸钙含量和酸碱度试验结果 |
| 4.3.3 直接剪切试验结果 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 CFPK改良膨胀土微观结构影响研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 试验方案 |
| 5.3 试验结果分析 |
| 5.3.1 可交换性阳离子试验结果 |
| 5.3.2 扫描电镜试验 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 CFPK改良膨胀土机理分析与研究 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 膨胀土的膨胀机理分析 |
| 6.2.1 黏土矿物晶格扩张理论 |
| 6.2.2 双电层理论 |
| 6.3 机理分析 |
| 6.3.1 碳酸钙晶体的胶结与填充作用 |
| 6.3.2 氢离子的交换吸附作用 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）微生物改良膨胀土的微观结构和力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 膨胀土改良研究 |
| 1.2.2 微生物岩土技术研究 |
| 1.3 本文的主要研究内容、方法和技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 主要研究方法 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 2 试验材料 |
| 2.1 膨胀土 |
| 2.1.1 膨胀土的物理性质 |
| 2.1.2 膨胀土的力学性质 |
| 2.1.3 膨胀土的膨胀特性 |
| 2.2 微生物 |
| 2.2.1 微生物的来源 |
| 2.2.2 微生物的培养与菌液制备 |
| 2.3 胶结溶液 |
| 2.3.1 钙离子的来源 |
| 2.3.2 胶结液的配置 |
| 2.4 微生物在膨胀土中的矿化过程控制 |
| 2.4.1 微生物改良膨胀土的试验方案 |
| 2.4.2 微生物改良膨胀土的试样制备过程 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 微生物改良膨胀土的微观结构试验研究 |
| 3.1 X射线衍射试验研究 |
| 3.1.1 试验设备简介 |
| 3.1.2 试验研究过程 |
| 3.2 扫描电子显微镜试验研究 |
| 3.2.1 试验设备简介 |
| 3.2.2 试验研究过程 |
| 3.3 试验研究的结果与分析 |
| 3.3.1 矿物成分分析 |
| 3.3.2 微观形貌分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 微生物改良膨胀土的物理力学特性试验研究 |
| 4.1 微生物改良膨胀土的物理特性试验研究 |
| 4.1.1 塑限和液限试验研究 |
| 4.1.2 标准击实试验研究 |
| 4.1.3 标准吸湿含水率试验研究 |
| 4.2 微生物改良膨胀土的膨胀特性试验研究 |
| 4.2.1 自由膨胀率试验研究 |
| 4.2.2 无荷载膨胀率试验研究 |
| 4.2.3 有荷载膨胀率试验研究 |
| 4.3 微生物改良膨胀土的力学特性试验研究 |
| 4.3.1 直接剪切试验方案 |
| 4.3.2 直接剪切试验结果与分析 |
| 4.3.3 压缩试验方案 |
| 4.3.4 压缩试验结果与分析 |
| 4.3.5 等向固结排水试验和等p三轴固结排水剪试验方案 |
| 4.3.6 等向固结排水和等p三轴固结排水剪的试验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于扰动状态理论的微生物改良膨胀土K-G模型 |
| 5.1 微生物改良膨胀土的K-G模型 |
| 5.1.1 非线性弹性K-G模型的基本框架 |
| 5.1.2 Naylor修正非线性弹性K-G模型 |
| 5.1.3 微生物改良膨胀土的K-G模型参数 |
| 5.2 基于扰动状态理论的修正K-G模型 |
| 5.2.1 扰动函数 |
| 5.2.2 修正K-G模型 |
| 5.3 模型结果的对比分析 |
| 5.3.1 K-G模型和修正K-G模型的计算参数 |
| 5.3.2 体积应变的计算结果与分析 |
| 5.3.3 剪切应变的计算结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录表 (攻读学位期间的主要学术成果) |
| 致谢 |
（4）湿陷与膨胀地基中基桩竖向承载特性及新型套管桩技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 黄土、膨胀土相似材料研究 |
| 1.2.2 膨胀土胀缩特性研究 |
| 1.2.3 膨胀土地基处理方法研究 |
| 1.2.4 湿陷性黄土地基处理方法研究 |
| 1.2.5 基桩承载性状研究 |
| 1.2.6 湿陷性黄土中基桩负摩阻力研究 |
| 1.2.7 基桩负摩阻力减小(消除)措施研究 |
| 1.3 研究内容及方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 创新点 |
| 1.3.4 技术路线 |
| 2 模型试验相似材料试验研究 |
| 2.1 人工制备膨胀土相似材料试验研究 |
| 2.1.1 概述 |
| 2.1.2 试验概况 |
| 2.1.3 配合比对人工制备膨胀土膨胀特性的影响分析 |
| 2.1.4 初始干密度和含水率对人工制备膨胀土应变的影响 |
| 2.1.5 相似材料膨胀性影响因素正交试验 |
| 2.1.6 相似材料膨胀变形与垂直压力的关系 |
| 2.2 湿陷性黄土相似材料试验研究 |
| 2.2.1 概述 |
| 2.2.2 材料选取与试样制备 |
| 2.2.3 湿陷性黄土相似材料物理力学性质分析 |
| 2.2.4 湿陷性黄土相似材料湿陷性分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 膨胀地基中桩的竖向承载特性及新型套管桩技术试验研究 |
| 3.1 工程背景 |
| 3.2 试验概况 |
| 3.2.1 试验设计 |
| 3.2.2 试验过程 |
| 3.3 试验结果分析 |
| 3.3.1 浸水前基桩承载特性分析 |
| 3.3.2 浸水后桩土体系变形分析 |
| 3.3.3 浸水饱和状态下基桩承载特性分析 |
| 3.4 考虑膨胀土膨胀特性的单桩荷载传递分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 湿陷性土中基桩竖向承载特性与负摩阻力计算方法研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 试验设计 |
| 4.3 试验结果分析 |
| 4.3.1 正常受力状态下基桩承载特性分析 |
| 4.3.2 土体湿陷变形分析 |
| 4.3.3 浸水状态下基桩荷载传递特征 |
| 4.4 湿陷性土中基桩负摩阻力的三角形分布计算方法研究 |
| 4.4.1 负摩阻力计算模型 |
| 4.4.2 三角形分布模式下拉荷载计算 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 湿陷性土地基中新型套管桩试验研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 试验概况 |
| 5.2.1 试验设计 |
| 5.2.2 试验过程 |
| 5.3 试验结果分析 |
| 5.3.1 正常受力状态下基桩承载特性分析 |
| 5.3.2 土体湿陷变形分析 |
| 5.3.3 浸水状态下基桩荷载传递特征 |
| 5.3.4 最不利条件下基桩承载力对比分析 |
| 5.3.5 算例分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（5）碱污染对红黏土、膨胀土的物理力学特性影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题依据与研究意义 |
| 1.2 污染土的定义及研究现状 |
| 1.3 红黏土、膨胀土的研究内容 |
| 1.3.1 红黏土的基本介绍 |
| 1.3.2 膨胀土的基本介绍 |
| 1.3.3 红黏土污染的研究现状 |
| 1.3.4 膨胀土污染的研究现状 |
| 1.4 研究思路 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.4.3 研究方案 |
| 1.4.4 本文结构框架 |
| 1.4.5 本文的主要创新点 |
| 第2章 红黏土、膨胀土基本土性及污染样的制备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试样的制备 |
| 2.2.1 土样的选取 |
| 2.2.2 污染液的配制 |
| 2.2.3 污染土样的制备 |
| 2.3 红黏土、膨胀土矿物成分的测定 |
| 2.3.1 土体中矿物的来源及分类 |
| 2.3.2 黏土矿物的形成及测定方法 |
| 2.3.3 矿物成分判定 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 碱污染对红黏土、膨胀土物性指标的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基本物性指标试验方法 |
| 3.2.1 界限含水率 |
| 3.2.2 颗粒级配 |
| 3.2.3 比重 |
| 3.2.4 比表面积 |
| 3.3 物理性质指标变化 |
| 3.3.1 界限含水率变化 |
| 3.3.2 颗粒级配变化 |
| 3.3.3 比重变化 |
| 3.3.4 比表面积变化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 碱污染对红黏土、膨胀土的力学特性影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验方案 |
| 4.2.1 试验方案的设计 |
| 4.2.2 试样的制备与步骤 |
| 4.3 试验分析 |
| 4.3.1 直剪试验 |
| 4.3.2 收缩试验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 碱污染对红黏土、膨胀土的微观表征影响 |
| 5.1 微观表征试验 |
| 5.2 XRD试验 |
| 5.2.1 XRD试验条件及原理 |
| 5.2.2 试验分析 |
| 5.3 扫描电镜试验 |
| 5.3.1 扫描电镜技术 |
| 5.3.2 试样制备 |
| 5.3.3 试验分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历 |
| 致谢 |
（6）含膨胀组分混合填料膨胀机理及评价方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究概况 |
| 1.2.1 变形特性研究概况 |
| 1.2.2 膨胀机理研究概况 |
| 1.2.3 膨胀模型概况 |
| 1.2.4 膨胀性评价方法 |
| 1.3 目前研究的不足 |
| 1.4 本文主要研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 本文研究方法和技术路线 |
| 2 含膨胀组分的混合填料宏观膨胀变形研究 |
| 2.1 膨胀组分的基本特征分析 |
| 2.1.1 界限含水率 |
| 2.1.2 自由膨胀率试验 |
| 2.1.3 最佳含水率试验 |
| 2.1.4 膨胀组分化学成份 |
| 2.1.5 膨胀组分矿物组成 |
| 2.2 膨胀组分宏观变形特性研究 |
| 2.2.1 无荷载膨胀率试验 |
| 2.2.2 有荷载膨胀率试验 |
| 2.2.3 膨胀力试验 |
| 2.3 含膨胀组分的混合填料宏观变形分析 |
| 2.3.1 试验仪器及材料 |
| 2.3.2 试验方法及步骤 |
| 2.3.3 组分含量的混合填料膨胀变形影响分析 |
| 2.3.4 含水率对混合填料宏观变形影响分析 |
| 2.3.5 荷载对混合填料膨胀变形影响分析 |
| 2.3.6 初始孔隙率对混合填料膨胀变形影响分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于PFC3D的膨胀组分混合填料细观特性及机理研究 |
| 3.1 PFC颗粒流数值模拟理论概况 |
| 3.1.1 PFC颗粒流概况 |
| 3.1.2 PFC本构接触模型 |
| 3.1.3 PFC3D颗粒流计算步骤 |
| 3.2 含膨胀性组分混合填料的PFC3D模型构建 |
| 3.2.1 混合填料膨胀模型建立 |
| 3.2.2 混合填料膨胀模型参数标定 |
| 3.2.3 混合填料各工况下的数值模型 |
| 3.3 PFC3D颗粒流模拟结果与细观分析 |
| 3.3.1 含膨胀组分的混合填料颗粒运动规律 |
| 3.3.2 含膨胀组分的混合填料接触键产生演化过程 |
| 3.3.3 含膨胀组分的混合填料孔隙变化规律 |
| 3.3.4 含膨胀组分的混合填料能量演化规律 |
| 3.3.5 含膨胀组分的混合填料接触力链分布与演化规律 |
| 3.4 含膨胀组分的混合填料变形机制研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 膨胀组分混合填料膨胀计算研究 |
| 4.1 基于最低能量原理的孔隙填充研究 |
| 4.1.1 最低能量原理理论 |
| 4.1.2 膨胀组分挤出耗能研究 |
| 4.1.3 膨胀组分抬升粗颗粒骨架准则 |
| 4.2 含膨胀组分的混合填料能量分布模型 |
| 4.2.1 含膨胀组分的混合填料膨胀计算模型 |
| 4.2.2 填充料膨胀能量 |
| 4.2.3 孔隙填充的能量耗散 |
| 4.2.4 混合填料膨胀变形耗能 |
| 4.3 含膨胀组分的混合填料膨胀预测模型验证 |
| 4.3.1 试验设计 |
| 4.3.2 试验方案与步骤 |
| 4.3.3 试验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 膨胀组分混合填料的评价体系及试验方法 |
| 5.1 含膨胀组分混合填料的评价方法 |
| 5.1.1 混合填料的膨胀变形评价体系建立 |
| 5.1.2 膨胀组分的混合填料微膨胀变形评价方法 |
| 5.2 膨胀组分混合填料的试验方法 |
| 5.3 膨胀组分混合填料的措施建议 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）银西高铁早胜三号隧道古土壤膨胀特性与微观结构研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 膨胀土的研究现状 |
| 1.2.2 膨胀土微观结构研究现状 |
| 1.3 本文研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 古土壤基本性质分析 |
| 2.1 工程概况 |
| 2.1.1 工程简介 |
| 2.1.2 地层岩性 |
| 2.1.3 水文地质特征 |
| 2.2 古土壤成土过程 |
| 2.3 古土壤的物理性质 |
| 2.4 古土壤膨胀性的判定 |
| 2.4.1 自由膨胀率 |
| 2.4.2 古土壤膨胀潜势 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 古土壤膨胀特性试验研究 |
| 3.1 试样的制备 |
| 3.2 无荷膨胀率试验 |
| 3.2.1 试验简介 |
| 3.2.2 试验步骤 |
| 3.2.3 古土壤无荷膨胀率的时程曲线 |
| 3.2.4 无荷膨胀率与初始含水率的关系 |
| 3.3 膨胀力试验 |
| 3.3.1 试验简介 |
| 3.3.2 试验步骤 |
| 3.3.3 试验结果 |
| 3.4 有荷膨胀率 |
| 3.4.1 试验简介 |
| 3.4.2 试验步骤 |
| 3.4.3 试验结果 |
| 3.5 干湿循环对古土壤膨胀性的影响 |
| 3.5.1 试验简介 |
| 3.5.2 试验步骤 |
| 3.5.3 试验结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 古土壤微观结构试验研究 |
| 4.1 土体微观结构概述 |
| 4.2 核磁共振试验研究 |
| 4.2.1 试验原理 |
| 4.2.2 试验仪器简介 |
| 4.2.3 试验步骤 |
| 4.2.4 结果分析 |
| 4.3 电镜扫描试验研究 |
| 4.3.1 试验仪器简介 |
| 4.3.2 试验步骤 |
| 4.3.3 图像分析处理 |
| 4.3.4 定性分析 |
| 4.3.5 定量分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 古土壤膨胀性的微观机理分析 |
| 5.1 土体膨胀变形的影响因素 |
| 5.1.1 矿物成分 |
| 5.1.2 交换性阳离子 |
| 5.1.3 粒度成分 |
| 5.1.4 含水率和干密度 |
| 5.1.5 上覆荷载 |
| 5.1.6 干湿循环效应 |
| 5.2 膨胀机理 |
| 5.2.1 晶格膨胀理论 |
| 5.2.2 双电层膨胀理论 |
| 5.2.3 微结构学说 |
| 5.3 微观结构与膨胀特性的关系 |
| 5.3.1 颗粒结构参数对膨胀特性的影响 |
| 5.3.2 孔隙结构参数对膨胀特性的影响 |
| 5.4 基于灰色理论的膨胀性与微观结构参数研究 |
| 5.4.1 灰色关联分析原理 |
| 5.4.2 关联系数和关联度计算 |
| 5.4.3 宏观膨胀性与微观结构特征参数的灰色关联模型 |
| 5.4.4 古土壤膨胀性与微观结构参数的关联度 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间所发表的学术论文与专利 |
| 攻读学位期间参与的科研项目 |
（8）黄土-膨胀古土壤隧道支护结构与围岩力学特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 膨胀土力学特性研究 |
| 1.2.2 膨胀土的涨缩研究 |
| 1.2.3 膨胀土隧道施工技术研究 |
| 1.2.4 隧道基底压缩应力研究 |
| 1.2.5 岩土工程数值模拟方法研究 |
| 1.3 本文的研究内容和研究方法 |
| 1.3.1 现有研究的不足 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 2 黄土地层古土壤室内力学研究 |
| 2.1 基本力学特性 |
| 2.1.1 液塑限试验 |
| 2.1.2 颗粒分析试验 |
| 2.1.3 膨胀率试验 |
| 2.1.4 常规三轴压缩试验 |
| 2.1.5 膨胀力的测定 |
| 2.1.6 上覆压力与膨胀变形的关系 |
| 2.2 细观力学特性 |
| 2.2.1 X衍射试验分析 |
| 2.2.2 压汞试验分析 |
| 2.2.3 电镜扫描试验 |
| 2.3 小结 |
| 3 膨胀土隧道支护结构数值模拟 |
| 3.1 衬砌结构计算的矩阵位移法 |
| 3.1.1 计算模型 |
| 3.1.2 单元刚度矩阵 |
| 3.1.3 结构刚度方程和结构刚度矩阵 |
| 3.1.4 边界条件的处理 |
| 3.2 隧道基本资料 |
| 3.3 荷载确定 |
| 3.4 计算模型的确定 |
| 3.5 膨胀力施加与支护结构内力分析 |
| 3.5.1 施加膨胀力 |
| 3.5.2 支护结构内力分析 |
| 3.5.3 支护弯矩与膨胀力关系以及复合衬砌强度验算 |
| 3.6 隧道变形与膨胀力分析 |
| 3.6.1 仰拱变形和膨胀力的关系 |
| 3.6.2 隧道拱顶沉降与膨胀力的关系 |
| 3.7 小结 |
| 4 膨胀土隧道围岩力学分析 |
| 4.1 工程概况 |
| 4.2 土性及物性指标 |
| 4.3 温度场等效模拟湿度场理论分析 |
| 4.4 膨胀力与膨胀系数的选取 |
| 4.5 数值模拟所需的条件 |
| 4.5.1 试验边界条件和模型建立 |
| 4.5.2 支护参数的选取 |
| 4.5.3 膨胀层位置的确定 |
| 4.5.4 观测点布置 |
| 4.6 隧道开挖完成之后应力场分布特征 |
| 4.7 围岩应力场变化规律 |
| 4.7.1 围岩竖向应力变化特征 |
| 4.7.2 围岩承载拱变化特征 |
| 4.7.3 隧道基底压力分布变化规律 |
| 4.8 围岩位移场变化规律 |
| 4.8.1 各监测点的变形量 |
| 4.8.2 变形矢量图 |
| 4.9 实体衬砌破坏模式与对比分析 |
| 4.9.1 实体衬砌破坏模式 |
| 4.9.2 对比分析 |
| 4.10 小结 |
| 5 膨胀土隧道基底压缩应力分析 |
| 5.1 基底附加应力的计算原理和方法 |
| 5.2 隧道基底压力分布函数的确定 |
| 5.2.1 数值试验方案设计 |
| 5.2.2 不同工况作用下基底应力分布 |
| 5.2.3 不同膨胀力隧道基底压力分布函数 |
| 5.3 隧道基底压缩应力的计算(以仰拱中心为例) |
| 5.4 仰拱中心竖向压缩应力分析 |
| 5.4.1 不同膨胀荷载下仰拱中心以下附加应力系数 |
| 5.4.2 仰拱中心压缩应力的可靠性验证 |
| 5.4.3 仰拱中心以下竖向应力系数分析 |
| 5.5 不同膨胀荷载作用下地基变形分析 |
| 5.6 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要研究成果 |
（9）大戛高速公路高填方路基水敏性软岩改良土路用性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 问题的提出与研究意义 |
| 1.1.1 问题的提出 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 软岩性能研究现状 |
| 1.2.2 石灰改良填料研究现状 |
| 1.2.3 车辆荷载作用下路基沉降变形研究现状 |
| 1.2.4 填料路用性能评价研究现状 |
| 1.2.5 高填方路基研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容和研究方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 第二章 高填方路基水敏性软岩特性研究 |
| 2.1 大戛高速公路工程概况 |
| 2.1.1 项目概况 |
| 2.1.2 场地位置与地形地貌 |
| 2.1.3 气候特征 |
| 2.1.4 区域地层岩性 |
| 2.1.5 区域水文地质条件 |
| 2.1.6 大戛高速公路结构分析 |
| 2.2 水敏性软岩特性研究 |
| 2.2.1 水敏性软岩矿物成分研究 |
| 2.2.2 水敏性软岩界限含水率研究 |
| 2.2.3 水敏性软岩颗粒级配研究 |
| 2.2.4 水敏性软岩单轴抗压强度研究 |
| 2.2.5 水敏性软岩崩解特性研究 |
| 2.2.6 水敏性软岩膨胀力特性研究 |
| 2.3 水敏性软岩填料改良方法研究 |
| 2.3.1 改良方法选择 |
| 2.3.2 石灰改良机理分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 水敏性软岩及改良土路用性能研究 |
| 3.1 路基填土路用性分析 |
| 3.1.1 CBR和压实度 |
| 3.1.2 回弹模量 |
| 3.1.3 胀缩性 |
| 3.2 水敏性软岩填料承载比特性研究 |
| 3.2.1 水敏性软岩素土填料承载比特性研究 |
| 3.2.2 水敏性软岩石灰改良填料承载比特性研究 |
| 3.3 水敏性软岩填料回弹模量特性研究 |
| 3.3.1 水敏性软岩素土填料回弹模量特性研究 |
| 3.3.2 水敏性软岩石灰改良填料回弹模量特性研究 |
| 3.4 水敏性软岩填料膨胀特性研究 |
| 3.4.1 水敏性软岩填料自由膨胀特性研究 |
| 3.4.2 水敏性软岩填料浸水膨胀特性研究 |
| 3.5 水敏性软岩填料收缩特性研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 车辆荷载作用下水敏性软岩路基沉降变形计算分析 |
| 4.1 水敏性软岩填料本构模型研究 |
| 4.1.1 本构模型选择分析 |
| 4.1.2 摩尔-库伦弹塑性本构模型理论 |
| 4.2 车辆荷载特性研究 |
| 4.2.1 车辆荷载特征研究 |
| 4.2.2 车辆荷载的模型研究 |
| 4.2.3 轮载接触面积研究 |
| 4.3 水敏性软岩高填方路基计算模型建立 |
| 4.3.1 ABAQUS软件简介 |
| 4.3.2 计算模型建立 |
| 4.3.3 假设条件与边界条件 |
| 4.3.4 工况分析 |
| 4.3.5 计算参数分析 |
| 4.3.6 荷载施加 |
| 4.4 水敏性软岩改良填料路用可行性模拟分析 |
| 4.4.1 掺灰率对沉降影响分析 |
| 4.4.2 含水率对沉降影响分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 水敏性软岩及改良土路用性能评价 |
| 5.1 路用性评价指标分析 |
| 5.1.1 水敏性 |
| 5.1.2 强度 |
| 5.1.3 膨胀性 |
| 5.1.4 收缩性 |
| 5.1.5 最佳掺灰率和养护时间 |
| 5.1.6 水敏性软岩填料路用性评价指标体系 |
| 5.2 水敏性软岩高填方路基施工建议 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（10）NaCl溶液对改性陕南膨胀土强度变形特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题的背景、目的及意义 |
| 1.2 膨胀土的国内外研究现状 |
| 1.2.1 膨胀土变形特性 |
| 1.2.2 膨胀土强度特性 |
| 1.2.3 膨胀土化学改良 |
| 1.2.4 膨胀土细观结构特征 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 本文主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 膨胀土的基本物理性质室内试验 |
| 2.1 试验研究土样采集 |
| 2.2 膨胀土基本物理性质指标试验 |
| 2.2.1 膨胀土矿物成分组成 |
| 2.2.2 膨胀土天然密度和重度 |
| 2.2.3 膨胀土天然含水率 |
| 2.2.4 膨胀土界限含水率 |
| 2.2.5 膨胀土自由膨胀率 |
| 2.3 NaCl溶液改性膨胀土物理特性试验 |
| 2.3.1 NaCl溶液改性膨胀土的界限含水率 |
| 2.3.2 NaCl溶液改性膨胀土的自由膨胀率 |
| 2.3.3 NaCl溶液改性膨胀土的无荷膨胀率 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 NaCl溶液改性重塑膨胀土的抗剪强度 |
| 3.1 试验目的 |
| 3.2 试验方案及试验步骤 |
| 3.2.1 试验方案 |
| 3.2.2 试验步骤 |
| 3.3 NaCl改性重塑膨胀土常规三轴试验 |
| 3.3.1 固结围压对膨胀土抗剪强度的影响 |
| 3.3.2 制样含水率对膨胀土抗剪强度的影响 |
| 3.3.3 NaCl溶液浓度对膨胀土抗剪强度的影响 |
| 3.4 试验影响机理分析 |
| 3.4.1 固结围压对膨胀土抗剪强度影响机理 |
| 3.4.2 制样含水率对膨胀土抗剪强度影响机理 |
| 3.4.3 NaCl溶液浓度对膨胀土抗剪强度影响机理 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 NaCl溶液改性重塑膨胀土的变形 |
| 4.1 NaCl溶液改性膨胀土的应力—应变关系曲线 |
| 4.2 固结围压对膨胀土应力—应变关系曲线的影响 |
| 4.3 制样含水率对膨胀土应力—应变关系曲线的影响 |
| 4.4 NaCl溶液浓度对膨胀土应力—应变关系曲线的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 NaCl溶液改性膨胀土的电镜扫描试验 |
| 5.1 微观结构试验 |
| 5.1.1 试验方案 |
| 5.1.2 试验原理与设备 |
| 5.1.3 试验步骤 |
| 5.2 试验结果分析 |
| 5.2.1 制样含水率对膨胀土微观结构的影响 |
| 5.2.2 NaCl溶液浓度对膨胀土微观结构的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
四、改善膨胀性土变形性能的处理机理研究（论文参考文献）
- [1]生物炭改良膨胀土的工程特性研究及边坡稳定性分析[D]. 潘兆远. 广西大学, 2021(12)
- [2]仿岩溶碳酸氢钙改良膨胀土试验研究[D]. 邱维钊. 西北农林科技大学, 2021
- [3]微生物改良膨胀土的微观结构和力学特性研究[D]. 李小冰. 中南林业科技大学, 2021(01)
- [4]湿陷与膨胀地基中基桩竖向承载特性及新型套管桩技术研究[D]. 王博林. 兰州交通大学, 2021(01)
- [5]碱污染对红黏土、膨胀土的物理力学特性影响[D]. 朱杰茹. 桂林理工大学, 2021(01)
- [6]含膨胀组分混合填料膨胀机理及评价方法研究[D]. 张新冈. 中国铁道科学研究院, 2020(01)
- [7]银西高铁早胜三号隧道古土壤膨胀特性与微观结构研究[D]. 谢腾飞. 西安科技大学, 2020(01)
- [8]黄土-膨胀古土壤隧道支护结构与围岩力学特性分析[D]. 赵威威. 西安理工大学, 2020(01)
- [9]大戛高速公路高填方路基水敏性软岩改良土路用性能研究[D]. 卢叶波. 北京交通大学, 2020(03)
- [10]NaCl溶液对改性陕南膨胀土强度变形特性研究[D]. 韦晨. 西安工业大学, 2020(02)