【摘 要】
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我国膨润土分布广、面积大。由于膨润土工程性质差,严重影响实际应用,若在膨润土场地上建设工程结构,势必要对其性质进行改良。本文采用了两种不同的试验方法,重点研究了膨润土在改良前后动力特性的变化,并对两种试样方法的结果进行对比分析,验证弯曲元剪切波速测试技术的可靠性,并进一步探究不同初始含水率和压实度条件下,膨润土改良前后动力学参数的变化规律,并对其产生机理、影响因素及其发展规律进行分析,为今后工程实
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我国膨润土分布广、面积大。由于膨润土工程性质差,严重影响实际应用,若在膨润土场地上建设工程结构,势必要对其性质进行改良。本文采用了两种不同的试验方法,重点研究了膨润土在改良前后动力特性的变化,并对两种试样方法的结果进行对比分析,验证弯曲元剪切波速测试技术的可靠性,并进一步探究不同初始含水率和压实度条件下,膨润土改良前后动力学参数的变化规律,并对其产生机理、影响因素及其发展规律进行分析,为今后工程实践提供理论依据。主要开展工作和获得的认识如下:(1)试验采用阳离子交换法对原状膨润土进行改良,分别采用了拌和法和电动力学法,试验结果表明电动力学法对膨润土的改良更为有效。(2)通过基本的土工试验发现,改良后获得的K-膨润土自由膨胀率下降了248%,Mg-膨润土自由膨胀率下降了220%。与Na-膨润土相比,电解后获得的液限和塑性指数均大幅度降低,且两种电解土样的液限和塑性指数都非常接近。(3)无论何种激发频率都会对接收信号波形产生明显的影响,不同的激发频率都会对接收波形产生近场效应。弯曲元剪切波速测试试验中,选择正弦波作为激发波,发现激发频率在0.6 kHz-0.8 kHz时,近场效应的影响最小。(4)弯曲元剪切波速测试试验中,采用峰值法(P-P法)确定剪切波的传播时间与共振柱试验结果具有较好的一致性,即采用弯曲元测试技术具有较高的可靠性。Na-膨润土在经过KCl和MgCl2溶液电解处理后,部分矿物成分发生改变。在相同含水率和相同干密度条件下,三种土样的初始动剪切模量大小依次为:Na-膨润土>Mg-膨润土>K-膨润土。(5)在共振柱试验中,在同一压实度下,三种膨润土的动剪切模量均随着动应变的累积而不断减小。随着动应变的累积,动剪切模量的变化趋势由急剧下降渐渐趋于平稳。膨润土改良后敏感性降低,随着含水率的增大,动剪切模量的变化规律也有所差异。在弯曲元剪切波速测试试验中,无论在何种激发频率下,三种膨润土剪切波模量和含水率都呈负相性。同一初始含水率下,Na-膨润土、K-膨润土和Mg-膨润土的动剪切模量均随着压实度的增大而增大。(6)阳离子交换后导致土样中的粘性矿物含量及颗粒表面粗糙程度发生变化,在相同初始条件下,膨润土改良前后的阻尼比存在明显差异。三种膨润土的阻尼比均随动应变的累积而增大,关系曲线呈非线性变化。在相同动应变范围内,Na-膨润土、K-膨润土、Mg-膨润土的阻尼比均随着初始含水率的增加而增大。同一初始含水率下,Na-膨润土、K-膨润土和Mg-膨润土的阻尼比均随着压实度的增大而减小。
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