膨胀土是非饱和土,是一种特殊土体。其特点是胀缩性、多裂隙性、超固结性。膨胀土分布遍布全球,对各类土工结构都产生了不同程度的危害。因此开展非饱和膨胀土物理力学性质研究,建立非饱和膨胀土蠕变方程,本文以合肥地区环城公园黑水坝、合肥南站轨道换乘中心、北一环四里河桥三处代表性膨胀土为研究对象,进行了一系列的室内试验。膨胀土的物理指标试验,主要包括含水率试验、密度试验、液塑限联合试验;膨胀土的胀缩指标试验,包括自由膨胀率试验;膨胀土的力学特性试验,包括单轴抗压抗强度试验、单轴压缩蠕变试验。通过试验数据结果,结合国内外相关学术资料为理论指导,顺利完成本文的工作内容。本文内容如下:(1)通过大量相关资料调研:总结合肥地区的膨胀土分布特点;分析合肥地区膨胀土微观结构及宏观结构;探索合肥地区膨胀土胀缩机理及影响因素;绘制合肥地区膨胀土物理指标分布图和胀缩指标分布图。(2)膨胀土的物理力学性质试验严格按照《土工试验规范》,通过大量试验,笔者熟悉并掌握了试验操作步骤,而且在原有的试验操作步骤中,对自由膨胀率试验提出了改进方法,如对试样颗粒进行更细筛分;试验之前进行浸泡,至少浸泡24小时;搅拌次数最好3次。尽量减少人为因素,提高数据准确性。(3)根据膨胀土的单轴压缩强度试验,探索合肥地区膨胀土的极限抗压强度,即极限抗压强度平均值在400MPa附近。了解膨胀土残余强度变化趋势,分析膨胀土应力-应变关系,发现膨胀土应力-应变关系分为三个阶段:弹性阶段、非线性阶段、应变软化阶段。(4)结合膨胀土单轴蠕变试验结果,分析膨胀土蠕变的变形特征、类型及影响因素,探索适合合肥地区非饱和膨胀土蠕变的本构方程,即不同含水率下,在小主应力作用下,蠕变曲线呈线性变化;大主应力作用下,蠕变曲线呈对数变化。图[33]个表[19]个参数[20]个