干湿循环和温度共同作用下红黏土变形与力学性质的初探

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谈及红黏土,它在我国分布广泛,尤其是在我国南方地区分布尤为广泛。南方地区强降雨和干旱环境频繁,再加上冷热交替的作用,非常容易引发红黏土地区产生一些常见的工程问题。对于长期处于这些极端环境的红黏土,其强度和稳定性会产生不同程度的下降,因此会给工程施工埋下一些工程隐患。本论文以广西桂林雁山某工程施工场地的红黏土作为研究对象,立足红黏土干湿循环和温度双重作用下强度和变形特征以及物性变化的探讨,在干湿循环试验的基础之上,通过室内重塑红黏土的界限含水率试验、收缩试验以及直接剪切试验,一定程度上揭示了温度和干湿循环作用下红黏土的液塑限、收缩变形特性以及强度特性的发展规律。本文模拟一种室外普遍的自然环境。首先对制备的土样进行干湿循环试验,循环方式采用由湿到干的,循环试验的循环时间是通过维持试样循环前后质量不变的方式来确定,试验温度选用了23℃、40℃和60℃三种温度。在干湿循环试验的基础之上再开展其他相关的试验,主要试验成果如下:(1)通过室内土工试验得出了干湿循环前土样的比重、液塑限、最优含水率与最大干密度。(2)通过界限含水率试验得出,在温度和干湿循环双重作用下,红黏土的塑限、液限以及塑形指数出现不同程度的变化。相同温度下,随着循环次数的增加,土样的w_L逐渐降低,wP和IP规律不明显;相同的循环次数下,随着温度的升高,土样的w_L和IP呈现先降低后升高,wP呈现逐渐增大,这可能与红黏土中含有的有机质的吸水性有关。(3)通过室内收缩试验得出不同温度下,随着干湿循环次数的增加,土体线缩率的变化趋势不同。温度为23℃时,土体线缩率随着干湿循环次数的增加逐渐增大;40℃与60℃时土样线缩率随干湿循环次数的增加而逐渐减小。(4)在干湿循环与温度的共同影响下,试验温度为40℃时,土颗粒结合水膜较厚,部分结合水受温度影响游离出结合水膜变成自由水,粒间连结力减弱,表现为强度的热软化;试验温度为60℃时,土颗粒的结合水膜变薄,干湿循环使土样收缩密实,粒间接触更加紧密,粘聚力也随之增加,表现为强度的热硬化。
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