目錄TOC\o"1-3"\h\u26621第一章高液限土及其特征 518141第一節(jié) 58231 55116 521780第二節(jié) 610488 624820 629297 821591第三節(jié) 825470 828593 921906 127727 1518570第四節(jié) 199240 193069 201358 2025677 213238第二章高液限土路基病害 244366第一節(jié) 2425390 241971 2624233 273240第二節(jié) 2710426第三節(jié) 3026179 3011417 3050 3226443 3419272 3722187第四節(jié) 3717631 3726069 3810798 3827044第三章膨脹土工程特性試驗(yàn)研究 4016179第一節(jié) 405731 403630 4124555 4127587 4432704第二節(jié) 4511566 4530947 4610556 4628535 488674第三節(jié) 486775 4825510 492046 514408 5328919 551258第四節(jié) 5532559 5516115 5916674 6120114四、NCS 628439第四章高液限土路基計(jì)算理論 6521909第一節(jié) 658324 65209 6627218第二節(jié) 6725987 682050 6829379 7020599 7024420第三節(jié) 7029875 7032757 722127第四節(jié) 743530 752801 7528456 7625132第五節(jié) 7721012 7828592 7813906圖4-25 793512第六節(jié) 7910387 7919471 8016358三、Bishop 8023084四、Janbu 8114315 8212077 835461 8318114 8528604第七節(jié) 8716958 874821 8830572第五章高液限土路基設(shè)計(jì)方法 9031362第一節(jié) 90734 902145 9325030 941722第二節(jié) 9430628 9427649 9517993 9811079第三節(jié) 994859 99331 10018882 10127411 10214381第四節(jié) 1036698 10417155 1047161三、包蓋（邊） 1055825四、互（夾） 10621726 1064313第五節(jié) 10613539 10620487 10631556 1073134 10818223第六章高液限土路基施工技術(shù) 1096897第一節(jié) 10926456 10927343 10910072 11023076 1104344 1119600第二節(jié) 1132258 11322607 11410475 11614222第三節(jié) 1174405 1177868 11725889 11818869 1189886第四節(jié) 1196693 11925148 1197588 11932082 120456第五節(jié) 12015952 12019886 12110405 12313501 12520711 12613506 12713083 128392 130第一章高液限土及其特征第一節(jié)土的顆粒應(yīng)根據(jù)圖11所列粒組范圍劃分粒組。目前，世界多數(shù)國(guó)家已采用0.002作為標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)145—90《土的分類標(biāo)準(zhǔn)》采用0.005作為黏粒上限。但鑒于我國(guó)公路部門在過去多采用0.002基填土高度等的提出，均以此作為基礎(chǔ)，故行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)051—93《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》采用0.002作為黏粒上限。圖1-1表1-1圖1-2圖1-3第二節(jié)我國(guó)交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)017—96《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》將軟土定義為孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低的細(xì)粒土，其鑒定標(biāo)準(zhǔn)如表13。鐵路部門將軟土定義為在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生物化學(xué)作用形成的飽和軟弱黏性土，建議的軟土鑒別標(biāo)準(zhǔn)如表14。建設(shè)部頒布的83—91《軟土地區(qū)工程地質(zhì)勘察規(guī)范》規(guī)定，凡符合以下三項(xiàng)特征即為軟土：①外觀以灰色為主的細(xì)粒土；②天然含水率不小于液限；③天然孔隙比不小于1.0。《工程地質(zhì)手冊(cè)》對(duì)軟土的解釋為：軟土是指天然含水率大、壓縮性高、承載能力低的一種軟塑到流塑狀態(tài)的黏性土，如淤泥、淤泥質(zhì)土以及其他高壓縮性飽和黏性土、粉土等。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)50021—2001《巖土工程勘察規(guī)范》中規(guī)定：天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水率大于液限的細(xì)粒土應(yīng)判定為軟土，包括淤泥、淤泥表1-3表1-4表1-5（一）（二）1河流沉積環(huán)境可分為三類：①河床，包括鄰近流線的區(qū)域、河床邊緣的淺灘和砂嘴；②天然沖積堤（河岸沉積物），的全部沉積物組成；③泛濫平原（漫灘沉積物），很大，被稱為沖積平原，其大部分沉積物由高洪水位期間的泛濫平原堆積物組成，并逐漸過渡到河流三角洲（海相）粒徑分布為：砂粒5～10，粉粒20～40，黏粒35～60，有機(jī)質(zhì)含量為1～10（主要由含黏粒的懸液沉積的碎屑帶來）。其中間粒徑為0.005～0.06。河流漫灘相沉積的工程地質(zhì)特征是具有層理和紋理特性，有時(shí)夾細(xì)砂層，不會(huì)遇到很厚的均勻沉積，有明顯的二元結(jié)構(gòu)。上部為粉質(zhì)黏土、砂質(zhì)粉土，具微層理，但比濱海相的間隔厚些，一般層厚為3～5作用，常夾有各種成分的透鏡體（淤泥、粗砂、砂卵石等），特別是局部淤泥透鏡體的存在，造成地基不均一，強(qiáng)度小，承載力變化大（變化幅度可達(dá)60～150k）。湖相者相近，通常處于正常固結(jié)狀態(tài)，液性指數(shù)接近1。牛軛湖沉積物只是表面變干，硬殼層下的黏土依然很軟。以后，硬殼又可被泛濫平原沉積物所覆蓋，軟土層僅在重力作用下固結(jié)。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)疏漏時(shí)，會(huì)造成不均勻沉降。（三）了這些地區(qū)軟土分布位置和厚度變化懸殊的特點(diǎn)，從而構(gòu)成了軟土地基的嚴(yán)重不均勻性。在貴州省，有的軟土水平分布面積不超過5002厚度不超過20，但厚度變化較大，多呈透鏡狀或雞窩狀分布，有時(shí)相距不過2～3，厚度相差竟達(dá)7～8之多。這種情況在平原地區(qū)是少見的。表1-6天然孔隙比大，一般大于1.0滲透系數(shù)小，一般在10－4～10－8cm/s壓縮性高，壓縮系數(shù)a1－2一般為0.7～1.5MPa－1，最大可達(dá)4.5MPa－1靈敏度高，靈敏度一般在2～10之間，有時(shí)大于10第三節(jié)圖1-4由此可見，我國(guó)膨脹土的分布范圍是相當(dāng)廣泛的。縱觀我國(guó)膨脹土分布的大致界線，是以東經(jīng)126和北緯44麓，穿過秦嶺，沿四川盆地西緣至云南下關(guān)、保山一線的東南內(nèi)陸，膨脹土十分發(fā)育，而且具有片狀或帶狀的連續(xù)或斷續(xù)分布特點(diǎn)。在這一線的西北地區(qū)，膨脹土分布很少，且只有零星點(diǎn)綴之意。（一）界限含水率：反映土粒與水相互作用的靈敏指標(biāo)之一，在一定程度上反映了土的親水性能。它與土的顆粒組成、黏土礦物成分、陽量指標(biāo)。一般來說，膨脹土是具有高塑性、高收縮性的黏性土，液限愈高，縮限愈低，則土的脹縮潛勢(shì)就愈大。（二）目前，國(guó)內(nèi)有關(guān)建筑方面的膨脹土規(guī)范、規(guī)定和條例主要有（以頒布實(shí)施的時(shí)間先后為序（1）1985年試行的《廣西膨脹土地區(qū)工業(yè)與民用建筑勘察、設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)條例》（以下簡(jiǎn)稱《85廣西條例》）中，根據(jù)成因類型，把廣西膨脹土主要分為三類，再按巖性對(duì)每一類又分為兩個(gè)亞類，采用液限和自由膨脹率兩個(gè)判別指標(biāo)對(duì)六類膨脹土分別給出下限值（見表7）。表1-7《852129—1994《膨脹土地區(qū)營(yíng)房建筑技術(shù)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《94營(yíng)房規(guī)范》）質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)特征綜合判定。把膨脹土分為兩大類，以自由膨脹率為主要判別指標(biāo)，最大體縮率作為補(bǔ)充指標(biāo)，規(guī)范對(duì)膨脹土的判別規(guī)定如下：類：紅黏土、粉質(zhì)黏土的判別：①自由膨脹率大于或等于35，并具有膨脹土工程地質(zhì)特征或環(huán)境地質(zhì)特征之一的紅黏土、粉質(zhì)黏土，應(yīng)判定為膨脹土；②自由膨脹率小于35，大于30，并具有膨脹土工程地質(zhì)特征或環(huán)境地質(zhì)特征之一，同時(shí)最大體縮率大于或等于8土、粉質(zhì)黏土，應(yīng)判定為膨脹土。反映土體天然結(jié)構(gòu)和狀態(tài)的指標(biāo)：①壓實(shí)性指標(biāo)d（L，，分別為液限、塑限和實(shí)際狀態(tài)的孔隙比）；②膨脹性指標(biāo)分別為土、水的相對(duì)密度，為實(shí)際狀態(tài)的孔隙比）；③吸水性指標(biāo)＝（，分別為液限和飽和狀態(tài)的含水率）。（脹縮性紅黏土）這意味著脹縮性紅黏土的判別標(biāo)準(zhǔn)是：＞63，＞27。這種判別方法存在兩個(gè)缺點(diǎn)：一是判別指標(biāo)、不能反映土的結(jié)構(gòu)對(duì)脹縮性的影響；二是采用兩種指標(biāo)來判別，在使用中會(huì)出現(xiàn)難以決定的矛盾，如，某種土樣的＞63而＜27，或＜63而＞27，又如何判定呢？（三）自由膨脹率最大體縮率′v變化至縮限是可能的，此時(shí)屬最不利工作狀態(tài)。所以，在脹限到縮限的含水率變化范圍內(nèi)，由原狀土測(cè)定的′v是符合地基土的實(shí)際工作狀態(tài)的。因而在實(shí)際工程中，將它作為補(bǔ)充指標(biāo)，可以有效地彌補(bǔ)用自由膨脹率來判別脹縮性紅黏土造成的漏判情況?！鋠的測(cè)試方法，一般的勘察設(shè)計(jì)單位都能掌握。按定義，最大體縮率′v可用天然狀態(tài)土樣，先進(jìn)行三向膨脹至穩(wěn)定后，再進(jìn)行收縮試驗(yàn)直接測(cè)得?！鋠論推導(dǎo)可得公式：用式（11）計(jì)算只需用同一土樣切取2個(gè)濕密狀態(tài)相同的試樣，一個(gè)進(jìn)行三向膨脹試驗(yàn)測(cè)得體積膨脹率，一個(gè)進(jìn)行收縮試驗(yàn)測(cè)得體積收縮率，與直接測(cè)定法確定相比，試驗(yàn)簡(jiǎn)便省時(shí)，而且二者測(cè)出的結(jié)果，誤差小于5脹試驗(yàn)測(cè)得的值代替三向試驗(yàn)測(cè)得的值。該設(shè)想的出發(fā)點(diǎn)主要是基于脹縮性紅黏土的特性考慮的。如前所述，脹縮性紅黏土的天然含水率自由膨脹率下限值的確定：①對(duì)于黏土采用《87國(guó)家規(guī)范》中規(guī)定的下限值：40，但為了減少漏判的可能，對(duì)自由膨脹率介于35與40之間的，如果滿足最大體縮率′v8的條件，也判定為膨脹土。②對(duì)于脹縮性較低的粉質(zhì)黏土和以收縮變形為主的脹縮性紅黏土，在上條規(guī)定的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步降低標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)35時(shí)，判定為膨脹土；同樣，為了減少漏判的可能，對(duì)于自由膨脹率介于30與35如果滿足最大體縮率′v8的條件，也判定為膨脹土。表1-8全國(guó)膨脹土主要?。ㄗ灾螀^(qū)）δ′＝8%與δ表1-9廣西、云南、貴州紅黏土地區(qū)δ′＝8%與δ（四）（一）表1-10《85表1-11《87表1-12JTJ013—95表1-13《89注當(dāng)土的表1-14《942.圖1-5圖1-6根據(jù)塑性圖分類：塑性圖系由卡薩格蘭首先提出，后來李生林教授作了深入的研究，它是以塑性指數(shù)為縱軸，以液限為橫軸的直角坐標(biāo)，如圖17定程度上反映控制形成脹縮性能的濃差滲透吸附結(jié)合水的發(fā)育程度。圖1-7美國(guó)對(duì)膨脹土分類：美國(guó)墾務(wù)局荷爾茲（Holtz.WG）提出了如表1-15的分類法。在加利福尼亞中部河谷的費(fèi)里思特—克思、圣路易表1-15最大脹縮性指標(biāo)分類法。主張這種分類的研究者柯尊敬認(rèn)為，一個(gè)適合的脹縮性評(píng)價(jià)指標(biāo)必須全面反映土的粒度成分和礦物化學(xué)成分，以及宏觀與微觀結(jié)構(gòu)特征的影響，同時(shí)能消除土的濕度和密度狀態(tài)的影響，即不隨土的濕度和密度狀態(tài)的變化而變化，而且還要適應(yīng)脹縮土各向異性的特點(diǎn)。因此，推薦用直接指標(biāo)，即最大線縮率′、最大體縮率′v、最大膨脹率′等指標(biāo)作為分類的標(biāo)難，如表116所示。這里的表1-16表1-17wL——液限，%；表1-18脹縮性與表征脹縮性指標(biāo)分類法。這里將這些指標(biāo)綜合歸納于表119是比表面積能反映土體的主要黏土礦物，比表面積增大，顆粒表面自由能亦增加，顆粒與介質(zhì)溶液之間作用更強(qiáng)，使顆粒間水化膜厚度增大，從而降低了土體強(qiáng)度。應(yīng)該指出，該分類法的比表面積與陽離子交換量的臨界值與南陽各類膨脹土的界限值非常吻合。表1-193.威廉姆斯（s）圖法和塑性圖法分別采用塑性指數(shù)與黏粒含量和塑性指數(shù)與液限作為分類指標(biāo)，被多個(gè)國(guó)家采用，不僅能反映直接除了《85廣西條例》中采用兩個(gè)指標(biāo)（脹縮總率和50k壓力下的膨脹率）進(jìn)行分類，現(xiàn)有的其他膨脹土規(guī)范、規(guī)定中運(yùn)用的分類方法均是采用自由膨脹率作為分類指標(biāo)，而且，《89云南規(guī)定》和《94分類。因此，具有更強(qiáng)的針對(duì)性和實(shí)用性。（二）表1-20（一）分布特征：膨脹土的分布，幾乎都是在各種巖漿巖、變質(zhì)巖和沉積巖中的黏土質(zhì)巖、泥灰?guī)r和碳酸巖等基巖廣泛發(fā)育的基礎(chǔ)上演化水解作用等地球化學(xué)的演變，在適合于蒙脫石礦物生成的有利氣候條件，經(jīng)過成土作用，而最后形成富含蒙脫石黏土礦物的膨脹土。地表特征：在路塹邊坡、溝谷的頭部或者在庫岸的膨脹土經(jīng)常出現(xiàn)淺層滑坡，新開挖的路塹邊坡，在旱季由于強(qiáng)烈的蒸發(fā)使土體失表面滑塌。在有的地方旱季常出現(xiàn)地裂，長(zhǎng)達(dá)數(shù)十米，深數(shù)米，而在雨季出現(xiàn)了閉合的現(xiàn)象。（二）由于組成膨脹土的黏土礦物成分是以強(qiáng)親水性礦物為主，所以，常常反映出膨脹土具有含水率高和高塑性的特征，從表121看出，我國(guó)膨脹土的塑性指數(shù)一般偏高，幾乎都大于19，其中大多在20極性水分子間的吸引作用，或由陽離子的水化作用等影響所致。表1-21（三）膨脹土的主要化學(xué)成分以2、23和23為主，其次是g、和2、2，其他成分的含量則甚微。表122匯總了我國(guó)部分地區(qū)膨脹土的化學(xué)成分。從表中總體來看，其化學(xué)成分總的特點(diǎn)，首先是2的平均含量占全部化學(xué)成分的一半以上，甚至更高。其次，23一般含量占15%～30，e23大多占4%～10%，而這三種成分的總量大多在73～86%，占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。這與大部分膨脹土礦物成分以伊利石（水云母）為主，部分地區(qū)以蒙脫石（微晶高嶺土）為主的特點(diǎn)相吻合。少數(shù)地區(qū)膨脹土中2含量略低，而23含量又特別高，表明是高嶺石含量較多的關(guān)系。黏土粒的硅鋁分子比率（223）大多在3.05～3.80之間，少數(shù)大于4。根據(jù)各類黏土礦物的標(biāo)準(zhǔn)硅鋁分子比率：蒙脫石類表1-22（四）表1-23隨含水率變化而往復(fù)周期變化，形成了膨脹土最重要的特性—反復(fù)脹縮性（見圖18）數(shù)的增加，膨脹達(dá)到穩(wěn)定所需的時(shí)間縮短，膨脹量減少，膨脹速率加快；②膨脹土的脹縮變形不是完全可逆的，應(yīng)該存在一種類似于塑性變形的膨脹量，即殘余膨脹量；③相對(duì)膨脹率隨脹縮循環(huán)次數(shù)增加而逐漸減少；④膨脹土的最大收縮率隨脹縮循環(huán)次數(shù)的變化總趨勢(shì)是下降的。圖1-8（五）（六）表1-24地大氣影響深度之內(nèi)，可按照《87國(guó)家規(guī)范》的規(guī)定確定大氣影響深度，如表125所示。膨脹土濕度系數(shù)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)?0年以上土的含水率變化及有關(guān)氣象資料統(tǒng)計(jì)求出。無此資料時(shí)，可用下式計(jì)算：表1-25（七）（八）（九）（十）（十一）第四節(jié)早期研究對(duì)紅黏土的特征概括為：紅黏土成土母巖是碳酸鹽類巖石，系由化學(xué)風(fēng)化或殘坡積而形成，塑性指數(shù)I大于20，天然含水率接近塑限，天然孔隙比大于1.0，飽和度大于85%以及土的壓縮性低等。在以后的研究中，是基于一些考慮才予以調(diào)整的。關(guān)于成土母巖，鑒于在碳酸鹽巖分布區(qū)內(nèi)，經(jīng)常夾雜著一些非碳酸鹽類巖石，它們的風(fēng)化物與碳酸鹽類巖石的風(fēng)化物是混雜的，都構(gòu)成了這些地段紅黏土成土的物質(zhì)來源，因此，定義紅黏土的成土母巖時(shí)，把由碳酸鹽類巖石擴(kuò)大為碳酸鹽巖系巖石更確切。提出紅黏土是紅土化作用的產(chǎn)物，是考慮到“紅土化”一詞在第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)、土壤學(xué)中早已賦予固有的含義，用它來概括紅黏土的成因，既表征了紅黏土成土的介質(zhì)環(huán)境、由巖到土的一系列地球化學(xué)過程及成土之后新生黏土礦物再演變的全過程，它較之籠統(tǒng)地稱之為化學(xué)風(fēng)化或殘坡積成因要明確全面得多。紅黏土雖然塑性高，但其中有一部分土的液限和塑限都很高，以致塑性指數(shù)與一般黏土、老黏土相近，相關(guān)分析表明，液限在反映紅黏土特征上比較敏感，故而用L隙比e。統(tǒng)計(jì)表明，紅黏土的濕度狀態(tài)大部分為堅(jiān)硬與硬塑狀，但仍有占總量25率接近塑限不全面。用“上硬下軟取代之，既說明了濕度狀態(tài)的分布規(guī)律，也提示當(dāng)用其作天然地基時(shí)，宜盡量用上部硬土作基礎(chǔ)持力層。土體中既有一部分呈可塑以至更軟的狀態(tài)，也就不必強(qiáng)調(diào)土的“壓縮性低作為特征而提出。關(guān)于飽和度問題，以往標(biāo)明其值大于85%，從調(diào)查統(tǒng)紅黏土的形成與分布主要取決于地質(zhì)歷史的氣候濕熱條件，我國(guó)南方更新世以來曾經(jīng)過較長(zhǎng)的濕熱氣候時(shí)期，在不同巖性的母巖上，經(jīng)紅土化作用形成了各類紅土，在碳酸鹽巖系出露區(qū)形成了紅黏土。統(tǒng)計(jì)知，在我國(guó)108萬k2的這一出露區(qū)內(nèi)，均可能分布有紅黏土。顯然，紅黏土主要集中分布在我國(guó)長(zhǎng)江以南，即北緯33河流沖積低洼處，常見有經(jīng)過遷移和再搬運(yùn)的次生紅黏土，覆蓋在基巖或其他沉積物之上。次生紅黏土的分布面積約占總量的10%～40，由西部向東部逐漸增多。表1-26表1-27在地貌橫剖面上，坡丘（頂）、坡谷（底）土的狀態(tài)從地表往下有逐漸變軟的規(guī)律。上部呈堅(jiān)硬或硬塑狀態(tài)。硬塑狀態(tài)的土，占紅黏土層的大部分，構(gòu)成有一定厚度的地基持力層。軟塑、流塑狀態(tài)的土多埋藏在溶溝或溶槽底部。深度在6的紅黏土，往往呈流塑狀態(tài)。這種由上至下狀態(tài)變化的原因，一方面系地表水往下滲濾過程中，靠近地表部分易受蒸發(fā)，愈往深部則愈集聚保存下來；另一方面可能直接由下臥基巖裂隙水的補(bǔ)給和毛細(xì)管作用所致。率只較天然時(shí)增加1%～3。由于土中裂隙的存在，碎裂、碎塊或鑲嵌狀的土塊周邊便具有較大的透氣或透水性，大氣降水或地表水可滲入其中，使土體形成依附網(wǎng)狀裂隙賦存的“含水層。其含水特性隨所處的地形地貌、裂隙發(fā)育狀況、補(bǔ)給條件等而異。這種土中水的存在極不穩(wěn)定，一般無統(tǒng)一水面，隨補(bǔ)給條件而變。只有補(bǔ)給充分，埋藏位置低洼時(shí)，才可測(cè)到初見與穩(wěn)定水位，一般水量不大，屬重碳酸鈣型水。表1-28表1-29飽和度較大，一般在85%天然孔隙比大，密度小，孔隙比一般大于1液性指數(shù)一般較小，多數(shù)小于0.25有機(jī)質(zhì)含量非常小，一般小于1%紅黏土的壓實(shí)性差，在一定擊實(shí)功能下，最大干容重低而最佳含水率高。即使增大擊實(shí)功能，干容重的增量也很有限，造成干容重低的原因是這種土料具有穩(wěn)固的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，在壓實(shí)過程中粘結(jié)牢固，其內(nèi)部的孔隙不會(huì)改變，而且團(tuán)粒之間也存在著孔隙，故壓實(shí)干密度較低，一般在1.2～1.50g3之間，有些甚至只達(dá)1.15g3紅黏土由于組成礦物的親水性不強(qiáng)，交換容量不高、交換陽離子以＋＋、g＋＋為主、無天然含水率接近脹限及孔隙呈飽和水狀態(tài)，以致表現(xiàn)在脹縮性能上是以收縮為主，在天然狀態(tài)下膨脹量很小，收縮率很高，其值冠于全國(guó)各類土之首，見表130、表13、表132。紅黏土的自由膨脹率為25%～69，且多小于40%，其膨脹勢(shì)較低，無荷載膨脹率均小于20，50ka壓力下膨脹率均小于0.5%，膨脹壓力為10～90k，一般小于30ka，故紅黏土的膨脹性極弱。紅黏土液限時(shí)的擾動(dòng)體縮率較大，可達(dá)20～40%，說明具有中到強(qiáng)收縮勢(shì)，原狀土的線縮率為1%～10，其中3%～7最多，體縮率為5%～28%，其中7～15%最多，收縮系數(shù)為0.1～0.8，其中0.2～0.5收縮性，部分可能具有強(qiáng)收縮性。表1-30表1-31表1-32第二章高液限土路基病害第一節(jié)1.322國(guó)道南（寧）梧（州）膨脹土路塹邊坡破壞情況。樁號(hào)763＋200至766＋600沿線兩側(cè)路塹邊坡大面積開裂、塌陷、滑坡隨處可見，如圖21一，大的滑坡寬度可達(dá)30～40，小的滑坡寬度僅有2～3，邊坡坡度一般在30～40之間；可見到有多處邊坡水泥預(yù)制塊砌面護(hù)坡鼓起或破壞；有一處邊坡已破壞3次，處理3次，第三次邊坡處理后的坡度為20，用水泥片石護(hù)坡。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查和分析，漿砌塊石的水泥漿縫與塊石剝離，天氣的干濕循環(huán)，使下部膨脹土膨脹和收縮，從而引起護(hù)坡破壞。圖2-1南梧路K763＋200膨脹土低山丘嶺地貌及其巖性剖面描述。在322國(guó)道一側(cè)邊坡，樁號(hào)為766＋500～560附近可看到比較典型的膨脹土分布區(qū)的地質(zhì)地貌情況，整個(gè)地區(qū)為丘嶺地貌，黃白色膨脹土（巖）到處分布，植被主要為稀疏生長(zhǎng)的茅草、松樹等適合蒸發(fā)量較高的植物。丘嶺上沖溝發(fā)育，每個(gè)沖溝都有明顯的陡坎分布，陡坎多數(shù)為90白色的膨脹土黏土，新鮮的膨脹黏土，呈細(xì)密塊狀，濕潤(rùn)時(shí)呈灰白色。干燥時(shí)呈白色，并且網(wǎng)狀裂紋密布，最寬的裂縫可達(dá)1左右。2.賓（陽）南（寧）膨脹土路塹邊坡。①樁號(hào)711＋800，中膨脹土邊坡（坡比1∶2.5），液處理效果良好。邊坡分三個(gè)臺(tái)階，分別在坡面和平臺(tái)設(shè)置縱橫向排水溝，坡面采用三角骨架護(hù)坡，坡表植被良好，種有雜草和花木。②樁號(hào)712，中膨脹土邊坡（坡比1∶2），好，局部曾小面積滑坍一次，邊坡分兩個(gè)臺(tái)階，在坡面和平臺(tái)設(shè)置縱橫排水溝，也采用骨架護(hù)坡，坡面植被良好。新鮮土樣呈褐紅色、灰白色、黃色雜色，含少量細(xì)顆粒。③樁號(hào)719＋600，屬弱膨脹土邊坡（坡比1∶1.5），坡高15，分兩個(gè)臺(tái)階，拱形骨架護(hù)坡，已滑塌兩次，見圖22，干土呈黃色、褐紅色、淺紅色，可見許多裂紋分布，滑坡面上出露很多石灰?guī)r孤石，屬風(fēng)化殘積土成因。圖2-2賓南路K719＋600中弱膨脹土（巖）路塹邊坡護(hù)坡工程，樁號(hào)10＋200，正在施工中，邊坡在封閉施工前用液噴灑處理，再在坡面覆蓋土工布，片石封閉，拱形骨架護(hù)坡，見圖23因素之一。圖2-3①水南路兩布一膜封面＋拱形骨架處理中膨脹土路塹邊坡，樁號(hào)321＋000，正在施工中，邊坡坡比為1∶1.5水溝的下部，都采用兩層土工布加一層土工膜的技術(shù)方案，坡頂部采用2寬、40厚的水泥平臺(tái)壓住兩布一膜。②水南路膨脹土路基處理試驗(yàn)段，樁號(hào)321＋130～250，正在施工中，采用兩層填土加一層土工布的技術(shù)方案。③箱涵附近土工格網(wǎng)處理中弱膨脹土路基填土試驗(yàn)段，樁號(hào)321＋408，正在施工中，路堤底部填筑礫石土1.5，最大填方厚度控制在90區(qū)，在底部?jī)蓪訛槊扛?一層格網(wǎng)，在上部?jī)蓪用扛?一層格網(wǎng)，在93區(qū)、95區(qū)中間用礫石土1.5，路堤邊坡用液處理并植草。④水南路膨脹土（巖）挖方路塹邊坡，樁號(hào)321＋650，正在施工中，路塹邊坡護(hù)坡方案仍采用兩布一膜封面＋拱形骨架處理技術(shù)方案，見圖24。⑤水南路路基礫石土包心試驗(yàn)段，樁號(hào)322＋110～186，總長(zhǎng)度為70多。正在施工中，路基底層寬為45，頂層寬為32，膨脹土填土用在90區(qū)，采用礫石土包邊，路堤兩邊，包邊層厚4，基底礫石圖2-4南昆鐵路百色段的膨脹土挖方邊坡、填方路堤，位于百色盆地強(qiáng)膨脹土60k分布區(qū)。①南昆鐵路林逢車站，樁號(hào)136＋350～950附近，道岔下方鐵路路堤及漿砌片石擋墻被擠裂垮塌破壞，見圖25土路塹邊坡的成功實(shí)例，樁斷面尺寸為1.51.2，護(hù)坡工程一直運(yùn)行良好。③抗滑樁加擋板的支擋結(jié)構(gòu)護(hù)坡工程，樁號(hào)135＋200～250，樁斷面尺寸為1.51.3，樁地面以上尺寸為2.5，樁地面以下尺寸推測(cè)在4～5左右，樁間距為5，護(hù)坡工程運(yùn)行良好。出露強(qiáng)膨脹土描述：在抗滑樁加擋板的護(hù)坡工程以上地面，挖開表層土15，觀察到新鮮膨脹土呈黃色、黃白色，天然含水率很高，呈粘塑膠泥狀。④抗滑樁加水泥噴漿護(hù)坡，破壞多次，并進(jìn)行多次護(hù)壁修補(bǔ)，可看到抗滑樁高出路塹邊坡1.0～1.5，為邊坡削高所造成。邊坡頂部采用網(wǎng)格形骨架護(hù)坡，已見到局部小面積破壞。⑤抗滑樁護(hù)腳，使用土工格網(wǎng)處理高填方膨脹土鐵路路堤，路堤破壞之后的，改用抗滑樁護(hù)腳，多臺(tái)階放緩路堤邊坡。工程剛好維修完畢，未見破壞跡象。圖2-5圖2-6321石（林）新（哨）圖2-7硯（平）平（遠(yuǎn)）①硯平縣平遠(yuǎn)街立交區(qū)叉道國(guó)道75膨脹土塹坡防護(hù)，樁號(hào)66＋632，屬中強(qiáng)膨脹土分布區(qū)，正在施工中，邊坡設(shè)計(jì)坡比由原設(shè)計(jì)方案的1∶1.5改為1∶2～1∶4，并改用2.0高的重力式擋土墻。②交交區(qū)叉道的橋梁樁基已下到基巖（石灰?guī)r），最深可達(dá)23，最淺的也有樁直徑分別采用1.2、1.4、1.7三種型號(hào)，以充分考慮膨脹土地區(qū)的樁基設(shè)計(jì)。雞（街）石（屏）①膨脹土路堤擋土墻破壞，一段長(zhǎng)約25～30的重力式擋土墻已垮塌，一條截水盲溝正在施工中，它橫穿公路并從垮塌缺口穿過，在擋土墻外沿路堤縱向延伸攔截地下水。②公路涵洞的底板和側(cè)壁開裂破壞，一斷面為寬高為3.04.5伸縮縫部位錯(cuò)開嚴(yán)重，錯(cuò)開寬度最大可達(dá)3.0～4.0，涵洞排水口下端底板出現(xiàn)階梯狀差異沉降，已嚴(yán)重破壞。涵洞進(jìn)水口端膨脹土地裂縫的描述：地面上長(zhǎng)滿了草，地面呈現(xiàn)龜裂，裂縫寬度可達(dá)4.0～5.0，在土坡的陡坎上垂向裂縫也很發(fā)育，充分證明其膨脹性能比較強(qiáng)。涵洞排水口端堆土場(chǎng)膨脹土的描述：新鮮濕土樣呈灰黑色，黏塑土狀，為中弱膨脹土?，F(xiàn)場(chǎng)判斷涵洞破壞原因，應(yīng)為涵洞排水口端的膨脹土地基未處理好，膨脹土吸水飽水后成為黏塑狀土，強(qiáng)度大大降低，從而引起涵洞地基的沉降差異，最終導(dǎo)致涵洞的開裂破壞。③雞石公路與鐵路立交橋過渡段膨脹土路塹邊坡的防護(hù)，正在施工中，邊坡采用重力式擋土墻進(jìn)行邊坡防護(hù)。由于地下水從邊坡滲出，已出現(xiàn)一個(gè)寬度僅有3.0左右的小滑坡，出露膨脹土呈黃色，灰白色，為中弱膨脹土。通（海）建（水）通建路非膨脹土高陡邊坡的防護(hù)，多臺(tái)階（5～10個(gè)）式，拱形骨架或網(wǎng)格狀骨架護(hù)坡，大多高邊坡坡比在1∶1.25～1∶2楚（雄）大（理）焦柳線→堆，將排水溝填滿。②焦柳鐵路強(qiáng)膨脹土路塹邊坡的整治，位于鴉鵲嶺焦柳線與漢宜公路立交橋下，屬中強(qiáng)膨脹土，邊坡在1996年第一次采用滿坡漿砌片石護(hù)坡方案，坡比在1∶1.5～1∶1.2。邊坡破壞之后，1996～2001年對(duì)邊坡進(jìn)行不斷的整治，如今采用重力式擋土墻支擋、抗滑樁邊坡護(hù)腳、兩個(gè)臺(tái)階的拱形骨架護(hù)坡方案，并且在坡腳、坡頂、坡面都設(shè)置了排水溝、截水溝、泄水孔等防排水措施，邊坡坡面種植小草，環(huán)境綠化較好。抗滑樁的斷面尺寸為1.52.0，埋深至少在6～9鐵路立交橋不遠(yuǎn)，出現(xiàn)一滑坡，滑坡寬度為20左右，已修補(bǔ)完畢，采用了拱形骨架護(hù)坡技術(shù)方案，坡面種植小草，植被完好，目前運(yùn)行狀況良好，未見有任何破壞痕跡。樊魏路長(zhǎng)22k，從襄樊至南陽，平行于207國(guó)道，地處襄北江漢平原二級(jí)臺(tái)地、崗地，中弱膨脹土發(fā)育，全線貫穿膨脹土分布區(qū)。主要設(shè)計(jì)方案為三素一灰，即三層素土加一層灰土，摻灰量不必多，采用封、堵、固措施，盡可能地隔絕水。低洼潮濕地段處治，先清淤，然后就地取土摻灰6石灰改良法，增大，使達(dá)到路基填筑要求；另外，也可采用摻砂粒，摻量在20～40，但提高不顯著，未改良土的一般在1.5%左右，摻砂后僅提高到2.0～2.1，因此，膨脹土摻石灰是主要的改良方向。并提出工程實(shí)踐中遇到的四個(gè)問題：①液限在70施工中比較好，80以上的施工中就很麻煩，膨脹土的分類中應(yīng)如何考慮液限。②中弱膨脹土作路基填料，值是否作為一個(gè)指標(biāo)，在規(guī)范中沒有明確指出。③路塹邊坡性質(zhì)、強(qiáng)度等級(jí)問題在實(shí)踐階段如何處理。④小型構(gòu)造物的膨脹土基礎(chǔ)在實(shí)踐中怎樣處理。第二節(jié)（一）沖蝕是坡面松散土層在降雨或地表徑流的集中水流沖刷侵蝕作用下，沿坡面形成溝狀沖蝕的現(xiàn)象。隨著水流的侵蝕發(fā)展，形成了密集的紋溝，繼而發(fā)展成細(xì)溝，細(xì)溝深切則發(fā)展成切溝，密布于坡面。沖蝕溝深0.1～0.5，深者可達(dá)1.0路塹開挖使土體臨空，由于坡腳支撐或軟弱夾層被切斷，抗剪強(qiáng)度衰減，加之脹縮效應(yīng)與風(fēng)化作用，在水的促滑作用下，使邊坡土體發(fā)生連續(xù)破壞，喪失穩(wěn)定平衡，在重力作用下，沿一定軟弱帶向下發(fā)生整體位移滑動(dòng)?；戮哂谢⌒瓮饷?，有明顯的滑床，滑床后壁陡直，前緣比較平緩，主要受裂隙控制?；鲁０l(fā)生在雨季，多呈牽引式出現(xiàn)，呈疊瓦狀，成群發(fā)生，滑坡體呈縱長(zhǎng)式，有的滑坡從坡腳可一直牽引到邊坡頂部，有很大的破壞性?；w厚度大多具有淺層性，一般為1.0～3.0，多數(shù)小于6.0土的類型和土體結(jié)構(gòu)關(guān)系密切，與邊坡的高度和坡度并無明顯關(guān)系。因此，試圖以放緩邊坡來防治滑坡幾乎是徒勞的，必須采取其他有效的防護(hù)加固措施。（二）高液限土位于邊坡頂部，下部為黏土膠結(jié)的礫石層或砂與礫石，形成有一個(gè)軟弱結(jié)構(gòu)面的復(fù)合邊坡。路塹開挖以后，邊坡頂層高液層間形成飽和軟弱面，易于形成滑動(dòng)面。邊坡下部為強(qiáng)膨脹土軟弱層，上部由弱膨脹土層組成只有一個(gè)軟弱面的復(fù)合邊坡。由于上下兩層土質(zhì)性質(zhì)的顯著差別，大氣降水沿體易沿此界面溜塌或滑動(dòng)，并逐漸發(fā)展到坡腳，有的甚至發(fā)展到路基使路面隆起。強(qiáng)膨脹土層位于邊坡中部，上下均為中、弱膨脹土層組成的有兩個(gè)結(jié)構(gòu)面的復(fù)合邊坡。中間夾層大多為灰白色、灰綠色強(qiáng)膨脹土組主要裂隙傾向與邊坡相同，其邊坡穩(wěn)定性愈差；反之，邊坡變形雖然也較快，但其規(guī)模較小，穩(wěn)定性相對(duì)略好。在高液限土邊坡中，由強(qiáng)膨脹土形成的軟弱夾層，同時(shí)出現(xiàn)在邊坡的中部和下部，組成有3～4個(gè)較弱結(jié)構(gòu)面的復(fù)合邊坡。這種類型的邊坡，一般只有在邊坡高度超過10的深路塹中才會(huì)出現(xiàn)。由于邊坡土體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，弱面遍布邊坡上下，因而整個(gè)邊坡的穩(wěn)定性極差，變形或者形成邊坡上下有多層滑面的疊瓦式牽引滑坡。（一）路肩部位常因機(jī)械碾壓不到，使填土達(dá)不到要求的密實(shí)度，因而后期沉降相對(duì)較大。同時(shí)因路肩臨空，對(duì)大氣物理作用特別敏感，干濕交替頻繁，肩部土體失水收縮遠(yuǎn)大于堤身，故在路肩順路線方向常產(chǎn)生縱向開裂，形成長(zhǎng)數(shù)十米甚至上百米的張開裂縫。縫寬約2～4路肩外緣0.5～1.0。（二）順層滑動(dòng)階段：塑性滑動(dòng)后，如不及時(shí)整治，滑坡即進(jìn)一步緩慢發(fā)展，后緣逐漸擴(kuò)張，滑體下切，直至礫石層頂面，形成黏土層沿礫石層頂面的順層滑動(dòng)，前緣繼續(xù)塌落，堵塞側(cè)溝，嚴(yán)重者甚至掩埋路基面，邊坡局部破壞，水多時(shí)滑坡體前部形成泥流，如圖28（b）所示?；绿卣鳛椋夯瑒?dòng)面為近似于拋物線形，即后沿陡而底部平緩，有明顯的滑坡錯(cuò)壁和前緣。滑坡體表面發(fā)育密集的裂縫，縫都淺而短，張開，羽毛狀垂直于運(yùn)動(dòng)方向分布，裂縫兩肩不等高，呈階梯狀與滑體表面坡向一致。圖2-8①—黏土；②—礫石層；③—第三節(jié)百羅高速公路128＋545～129＋595填方路段，原地面為甘蔗地。該段路基高液限土主要填筑于90區(qū)，最大填筑高度約9，最小填筑高度約2，平均填筑高度約5，長(zhǎng)度約1012，填方路基土主要土性指標(biāo)如表21所示，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果如表22所示。對(duì)于地面橫坡陡于1∶5時(shí)，原地面挖成臺(tái)階（臺(tái)階寬度不小于1），然后逐臺(tái)向上填筑；當(dāng)單級(jí)臺(tái)階高度大于2時(shí)，每50高度鋪設(shè)寬度不小于4的土工格柵，如圖2所示。本路段壓實(shí)機(jī)具為江麓218型壓路機(jī)和220型羊角碾，先松鋪30厚度，先用218穩(wěn)壓一遍，然后用220碾壓5～6遍，重疊13，再用江麓218收面。該段填方路基邊坡坡度為1∶1.51∶1.75，129＋325～129＋465右側(cè)為漁塘，漁塘常水位為126，對(duì)水位以下路基邊坡坡腳采用7.5號(hào)漿砌片石基礎(chǔ)加30厚7.5號(hào)漿砌片石護(hù)面防護(hù)，如圖210所示，其余路基邊坡采用種植草皮綠化。表2-1K128＋520～K129＋532表2-2K128＋520～K129＋532圖2-9圖2-10圖2-11K128＋520～K129＋532圖2-12K147＋205～340圖2-13K138＋500～600圖2-14K151＋480～600166＋900～167＋080為土質(zhì)挖方路段，土性指標(biāo)如下：天然含水率約21，液限約69%，塑性指數(shù)約34，為高液限黏土，呈黃色。2003年12月，右側(cè)邊坡按原設(shè)計(jì)坡比1∶11∶1約為20萬3，導(dǎo)致邊坡坡頂出現(xiàn)許多縱橫向裂縫，邊坡面和坡腳處也出現(xiàn)明顯的滑移痕跡，如圖21所示，通過現(xiàn)場(chǎng)踏勘調(diào)查，以及經(jīng)過經(jīng)濟(jì)圖2-15K166＋900～K167＋080圖2-16K166＋900～K167＋080國(guó)道322和國(guó)道324796＋440處是利用膨脹土填筑的路堤，填土高約8，原路基施工時(shí)對(duì)膨脹土處治方法是在路堤表面用黃土全封閉，包蓋土層厚1面滿鋪草皮，1987年底建成通車，1989年6月路堤左側(cè)發(fā)生滑坡。為防治滑坡，采取在邊坡腳外建擋土墻，放緩填土邊坡（坡比為1∶2），邊坡面滿鋪草皮的處治措施，1989年10月完工。但1989年11月中旬路基又出現(xiàn)嚴(yán)重滑坡，滑坡體長(zhǎng)約40，路面開裂、坡腳擋土墻發(fā)生位移斷裂沉陷，滑坡土體向外滑移。滑坡體頂上裂縫距路中線不遠(yuǎn)，嚴(yán)重威脅行車安全（該處路寬18）。為此，又作了第三次防治處理，這次是采用挖孔樁穿過軟土層支擋抗滑方法。首先，分析路基繼續(xù)發(fā)生滑坡的原因。從坡腳擋墻發(fā)生水平位移和沉陷，墻身裂縫寬達(dá)30多，坡腳外側(cè)小河河床隆起等現(xiàn)象，證明滑坡在繼續(xù)發(fā)生，也說明滑坡體不僅僅是路堤填土滑動(dòng)，很可能連同地基土層一起滑動(dòng)。經(jīng)在滑坡體布9個(gè)鉆孔進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)地面下2～4處有一軟土層，厚度1.2～2，如圖21（a）所示。其次路基右側(cè)離路邊5處有口泉水井，常年有水，井水位高出路面。產(chǎn)生滑坡的主要原因是包蓋封閉不好，路基坡面土體產(chǎn)生裂縫，地表水滲入使土體失穩(wěn)產(chǎn)生滑動(dòng)；泉水井地下水滲入軟土層，在路基填土荷載和地下水滲透下，路基沿軟土層滑動(dòng)；原設(shè)置的擋土墻埋置深度不夠，墻基仍在滑動(dòng)面上，沒有起支擋作用；原放緩的1∶2路堤邊坡又增加了滑動(dòng)體重量，加速地面下軟土層受力滑動(dòng)。分析滑坡原因后，曾設(shè)想過四種處治方案：①加固原擋墻，但新加擋墻基礎(chǔ)必須挖到軟土層以下，即比原墻基底還深2.5再滑動(dòng)；③在滑體內(nèi)打砂樁或石灰樁固結(jié)土體，但施工比較復(fù)雜，把握性??；④在坡腳處用挖孔樁穿過軟土層抗滑方法，同時(shí)邊坡改用1∶1.5比較后采用挖孔樁方案。挖孔樁支擋方法：采用兩排樁徑110（有效直徑為80）、樁中心縱距1.6、橫距1.3、品字形布置，埋入硬塑狀黏土層約3（作為錨固段）的20號(hào)混凝土挖孔樁，樁身通過軟土層段加設(shè)鋼筋籠，鋼筋籠的鋼筋布置靠路堤一側(cè)較密，以增強(qiáng)樁抵抗土體滑移的能力。樁距盡可能排列緊湊，防止軟土從樁間空隙擠出，樁頂用鋼筋混凝土樁帽聯(lián)結(jié)增強(qiáng)整體性，共布置了42根樁，如圖217（b）井水位下降1多，盲溝出口有水流流出說明有攔截地下水作用。圖2-17322國(guó)道K796＋440（a）路堤滑動(dòng)破壞情況；（b）795＋850處是利用膨脹土填筑的路堤，填土高約7，1987年通車，1990年10月路堤右側(cè)發(fā)生嚴(yán)重滑坡，滑坡體呈圈椅形，寬44，原坡支擋滑坡體，所以樁的布置區(qū)別于796＋440滑坡體處治辦法，樁距縱向?yàn)?～4，墻體中間密些，兩邊疏些，每一支擋點(diǎn)設(shè)兩根樁，樁穿過軟土層埋入硬塑狀黏土層，并橫向用鋼筋混凝土樁帽、橫系梁聯(lián)結(jié)增強(qiáng)支擋力，如圖218所示。圖2-18322國(guó)道K795＋850在國(guó)道324線1＋960～1＋979路段，路堤利用膨脹土填筑，填土高度為5～8，填土表面用黃土包蓋1，并設(shè)置矮的坡腳擋土墻，但仍發(fā)生多處較大滑坡，分析滑坡原因是路堤填筑壓實(shí)度不夠，特別是邊坡包蓋層未按要求設(shè)置：一是包蓋層厚度不夠；二是坡面包蓋土未壓實(shí)，地表水容易滲入；三是路肩沒處理好，地面水從路面與路肩接合處下滲，膨脹土遇水失穩(wěn)發(fā)生滑坡，并造成混凝土路面開裂。鑒于滑坡是因膨脹土而引起，如用擋土墻支擋，原有膨脹土不清除則隱患仍在，因此，采用將路肩以外滑坡體邊坡內(nèi)的膨脹土徹底清除，并挖除地表50后用砂性黏土重新填筑，坡腳設(shè)矮擋土墻防護(hù)?；炷谅访嫦虏荒芮宄瑒t將旁邊坍松部分清除，然后用砂礫填充在旁邊搗實(shí)，開裂的混凝土路面上鋪瀝青進(jìn)行表層處理，目前已趨穩(wěn)定。圖2-19國(guó)道322線K797＋360抗滑擋土墻（圖2-20國(guó)道322線K798＋150成（都）雅（安）高速公路18＋100～400段路塹滑坡系因開挖路塹引起的工程滑坡，路塹邊坡高8～13，全部為弱～邊坡上部為黃色黏土，下部為灰白色黏土，總厚度大于15，裂隙發(fā)育，間距0.5～1.0不等，隙寬0.2～1.0，隙間充填淺灰白色黏土。該段其范圍為18＋310～380段，隨后范圍逐漸擴(kuò)大至整段邊坡。該滑坡屬牽引式滑坡，見圖22。圖2-21K18＋310～380該滑坡的處治主要以清方削坡為主，邊坡按照1∶4坡比削坡，坡面植草綠化防護(hù)。同時(shí)由于該段最高邊坡有渡槽，且有跨線橋通過，在跨線橋附近不能采用清方處理，設(shè)計(jì)時(shí)采用抗滑擋墻支擋防護(hù)。為了增強(qiáng)擋墻的抗滑能力，在擋墻墻趾處每隔5設(shè)計(jì)斷面見圖222。該滑坡處治后效果良好，現(xiàn)狀見圖22。圖2-22成雅路K18＋140圖2-23K18＋100～400此段原路堤最大填土高度13，后因調(diào)坡，路堤填高增加3～5，路基寬度增加5～9?；A(chǔ)為弱～黏土或黏土。施工過程中當(dāng)加寬路堤填筑到距設(shè)計(jì)高4～5時(shí)，路堤左側(cè)加寬部分與原路堤界面處產(chǎn)生裂縫，左側(cè)邊溝處土體沿高含水率膨脹土（白膳泥）層面產(chǎn)生滑動(dòng)。通過綜合分析，認(rèn)為滑坡的產(chǎn)生主要有以下幾個(gè)原因：①由于填方較高，而基礎(chǔ)為膨脹土且有地下水出露，地基土層由于水的影響而軟化，承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；②路基填方材料利用了弱膨脹土，在路基填筑過程中正逢雨季施工，雨水滲入路基土中，造成填料含水率增高，填料膨脹，強(qiáng)度降低；③施工時(shí)未按設(shè)計(jì)要求在填筑路基過程中增加土工格柵，新老路基界面結(jié)合不好，不能形成整體。該滑坡產(chǎn)生后，由于滑床較深，采用抗滑樁處治，并在路堤中加鋪土工格柵，效果良好。處治設(shè)計(jì)示意圖見圖224。圖2-24成雅路K18＋700～800由于最初滑動(dòng)范圍不大，施工方采用清方減載方法進(jìn)行簡(jiǎn)單處治，清方坡比為1∶3，局部地段甚至緩于1∶3產(chǎn)生滑動(dòng)破壞的可能性越大。受此影響，該段邊坡在削坡后不久，又產(chǎn)生了更大規(guī)模的滑坡，見圖225。該段邊坡最終采用抗滑樁處治，共設(shè)兩排直徑1.2的抗滑樁，樁外設(shè)護(hù)面墻，邊溝下設(shè)排水盲溝。處治設(shè)計(jì)見圖22，處治后滑坡得到了有效控制，處治后的邊坡現(xiàn)狀見圖227。圖2-25K76圖2-26成雅路K76＋120～350圖2-27K76＋800圖2-28K85＋552滑坡（1999年圖2-29K90＋800滑坡（1999年圖2-30成雅高速K90＋770～900成都繞城高速公路東半環(huán)12＋810～12＋985右側(cè)路塹工程于1999年旱季動(dòng)工，僅挖深1～2，在雨季時(shí)表土就產(chǎn)生溜坍。2000年1月路塹挖至設(shè)計(jì)高程（場(chǎng)地處最大挖深小于6），塹坡土體即發(fā)生滑動(dòng)，并且滑動(dòng)范圍由塹坡肩逐漸向緩坡上發(fā)展。在1＋930～12＋980段開挖擋墻基坑時(shí)，滑體向基坑內(nèi)位移，移動(dòng)速度最快時(shí)達(dá)530，并擠損支撐模板迫使施工停止。局部筑起的擋墻（12＋945～953）日便發(fā)生變形和破壞。滑坡屬牽引式，其滑壁與滑體間裂縫寬0.05～0.50不等，局部可見深度大于1.5?；w上裂縫寬多在0.10～0.50間，局部可達(dá)0.80坡運(yùn)移方向基本垂直路線，其運(yùn)動(dòng)速度較慢?；挛挥诔啥紪|部臺(tái)地區(qū)，場(chǎng)地內(nèi)出露、揭露的地層有新生界第四系松散層和中生界白堊系上統(tǒng)灌口組基巖地層，其中第四系上更新統(tǒng)冰水堆積層為褐黃～棕黃色高液限黏土，硬塑～半堅(jiān)硬狀，厚0.5～8.0，其下為第四系中更新統(tǒng)冰水堆積層，為紫紅～棕紅色高液黏土，厚0.2～1.5。屬弱～中等膨脹土，層內(nèi)裂隙發(fā)育，隙面平緩～平直，延展性好，一般隙寬0.2～2.0，充填極軟塑狀灰白～白色高嶺土，部分裂隙小角度斜傾或正傾路線，當(dāng)路塹開挖揭露此裂隙時(shí)，塹坡土體的穩(wěn)定受裂隙中的極軟塑狀的高嶺土抗剪強(qiáng)度控制。圖2-31滑坡處治設(shè)計(jì)橫斷面示意圖（第四節(jié)該處邊坡開挖后未及時(shí)進(jìn)行支擋防護(hù)，坡面暴露時(shí)間較長(zhǎng)，在擋土墻施工前邊坡已經(jīng)開始出現(xiàn)溜塌現(xiàn)象，坡面出現(xiàn)寬張裂縫，并不斷向坡上發(fā)展，迫使施工增設(shè)擋墻，并不斷對(duì)已成和新增的裂縫回填黏土并夯實(shí)。擋土墻砌筑后，由于擋土墻基礎(chǔ)置于膨脹土中，且擋土墻上部邊坡較高，施工時(shí)未進(jìn)行清方減載，致使擋土墻實(shí)際承受的土壓力比設(shè)計(jì)土壓力大，再加上墻背后10多外為水塘，水沿裂隙向墻背滲透，降低了擋土墻地基土的強(qiáng)度，并增大了墻背后土壓力。由于以上各種因素影響，該處擋土墻在修筑后不久，墻體即發(fā)生外移，14＋305動(dòng)距離達(dá)53，并使公路邊溝變窄，公路路面產(chǎn)生裂縫及隆起，隆起帶寬約2～6。該段邊坡上部覆蓋土層為膨脹土，路基開挖切穿覆蓋土層后未及時(shí)作好擋防工程，致使膨脹土普遍開裂，進(jìn)入雨季后邊坡失穩(wěn)溜滑；路基左側(cè)巖層傾向路基，傾角約13墻擋基巖順層滑動(dòng)。上擋墻砌筑大部分之后，采用全線開挖下部路塹，開挖后又未能及時(shí)砌筑下?lián)鯄Γ瑤r體被切穿，暴露并卸荷。擋墻上方距墻頂約20有農(nóng)灌水溝，農(nóng)忙灌水時(shí)，水滲入墻背土體，巖土體變軟，強(qiáng)度降低，導(dǎo)致坡體滑移，最大位移3.7，上擋墻向后傾仰，產(chǎn)生明顯的裂縫和擠壓破裂現(xiàn)象。該涵洞處上部為雅安期弱膨脹黏土（層黏土），厚4～6，土中裂隙發(fā)育，延展性好，裂隙貫通長(zhǎng)達(dá)10余，一般隙寬0.2～2.0，隙間充填極軟塑狀灰白～黏土巖。涵洞基坑開挖后，由于未能及時(shí)支護(hù)，坑壁土層即順裂隙面滑動(dòng)，致使涵洞基坑嚴(yán)重變形。國(guó)道324在國(guó)道324線1968＋386處，一座跨徑3、高2的鋼筋混凝土板涵，涵頂填土高8.5，涵長(zhǎng)42.6。當(dāng)涵頂填土高約5時(shí)，出現(xiàn)涵臺(tái)多處下沉開裂，起初下沉量為1～4。這時(shí)停止填土，但涵臺(tái)仍繼續(xù)下沉，下沉達(dá)30左右，涵底與涵臺(tái)形成錯(cuò)臺(tái)，鋪砌的涵底隆起，洞身出現(xiàn)開裂和凸脹變形。經(jīng)分析，涵洞下沉變形的主要原因是該涵填土高，施工時(shí)基礎(chǔ)沒有按設(shè)計(jì)要求埋置，埋置深度不夠，置于膨脹土層上，經(jīng)用貫入儀測(cè)得地基承載力約為100k，地基承載力明顯不足引起基礎(chǔ)下沉。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，涵臺(tái)僅在洞身中間受力最大處發(fā)生開裂和凸脹變形（路基利用膨脹土填筑），而涵洞下沉比較均勻，整體灌注的蓋板沒有發(fā)生破損。由于涵洞填土高，如果拆除重建不僅造成較大經(jīng)濟(jì)損失，且因雨季已到，將使工期拖延幾個(gè)月。在滿足涵洞排水要求的條件下，采取不拆除原涵的加固措施，主要有如下幾項(xiàng)：①將原涵底鋪砌拆除并挖至原涵臺(tái)基底標(biāo)高，然后澆注15號(hào)片石混凝土和原基礎(chǔ)連成整體；②在涵內(nèi)沿涵長(zhǎng)每隔一定距離（一般為2.5～3）設(shè)一道鋼筋混凝土框架，框架斷面尺寸為2020；③對(duì)涵身中間已發(fā)生開裂和凸脹變形的涵臺(tái)加設(shè)鋼筋混凝土護(hù)壁加固和護(hù)面，護(hù)壁厚20并設(shè)截水墻，加固方法如圖232所示；⑤涵頂尚余約3.5的填土待涵洞加固后分三次填筑，每次間隔一個(gè)月；⑥加固施工時(shí)必須分段從中間向兩端洞口進(jìn)行，先鋪底然后做框架、再護(hù)壁。圖2-32涵洞加固剖面示意圖（第三章膨脹土工程特性試驗(yàn)研究膨脹土是一種含有強(qiáng)親水性蒙脫石礦物，具脹縮性、多裂隙性和超固結(jié)性的特殊類土。早在20世紀(jì)30學(xué)的觀點(diǎn)，曾對(duì)成都黏土和晉東南紫色巖系等膨脹巖土作了研究。50～60年代，成渝鐵路、太焦鐵路和成昆鐵路施工期發(fā)生膨脹土滑坡，湖北丹江口庫區(qū)鄖縣新城遭受膨脹土的破壞，史淠杭灌區(qū)渠道開挖中也碰到膨脹土的威脅。因此，在對(duì)膨脹土工程實(shí)踐中積累了許多經(jīng)驗(yàn)。年代以來，特別是90章介紹了近幾年在膨脹土的脹縮特性、土水特征曲線、抗剪強(qiáng)度特性和改良處治等方面的室內(nèi)試驗(yàn)研究成果。第一節(jié)圖31（）和圖31（b）表示初始含水率相同而干密度不同的膨脹土在不同壓力下的膨脹變形隨時(shí)間變化的規(guī)律。從中看出：①壓力抑制了水的浸入，抑制了膨脹變形量；②膨脹變形的初始速率受壓力的影響不明顯；③干密度對(duì)膨脹變形的初始速率影響較明顯，干密度越大，初始膨脹變形速率越小；反之，干密度越小，初始膨脹變形速率就越大。圖31（）和圖31（d）表示兩種不同干密度的膨脹土在壓力為10k同初始含水率情況下膨脹變形隨時(shí)間的變化規(guī)律。圖中可見，初始含水率影響了膨脹變形的初始速率。初始含水率越大，膨脹變形的初始速率越大；干密度越小，這種變化規(guī)律越明顯。圖3-1圖32（）為干密度1.7g3在不同垂向壓力下膨脹率與初始含水率的關(guān)系曲線，圖32（b）為不同干密度土樣在垂向壓力50k下膨脹率與初始含水率的關(guān)系曲線，圖33為不同初始含水率膨脹土樣在50k壓力下膨脹率與干密度的關(guān)系曲線。從此可以看出，膨脹率隨干密度圖3-2圖3-350kPa圖3-4圖3-51.率處進(jìn)行擊實(shí)制樣，同一含水率平行制備兩個(gè)試樣，共計(jì)12個(gè)試樣。各土樣含水率及干容重如表31有側(cè)限的無荷膨脹收縮試驗(yàn)。每個(gè)試樣膨脹穩(wěn)定后即進(jìn)行收縮試驗(yàn)，對(duì)同一含水率的兩個(gè)試樣按不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行收縮試驗(yàn)，其一是收縮至縮限，另一個(gè)則收縮至制備含水率。收縮達(dá)控制標(biāo)準(zhǔn)后即進(jìn)行膨脹試驗(yàn)，如此循環(huán)共進(jìn)行了6級(jí)循環(huán)，歷時(shí)160d。表31中的編號(hào)11－1表示含水率為表3-1低于第級(jí)膨脹至穩(wěn)定的時(shí)間，即隨著循環(huán)膨脹的發(fā)展，膨脹至穩(wěn)定的時(shí)間縮短，膨脹速率加快；③對(duì)相同或相近含水率處的兩個(gè)試樣，第膨脹率的大小主要取決于原始含水率的大小，在低于最佳含水率1～2有關(guān)，即收縮至縮限后的膨脹變形總大于相應(yīng)收縮至制備含水率的土樣膨脹變形；④第級(jí)膨脹變形，不同制備含水率土樣的膨脹速率大致相同，而第級(jí)膨脹變形時(shí)，收縮至縮限的土樣膨脹速率總大于相應(yīng)的收縮至制備含水率的土樣膨脹速率。圖3-6圖3-7圖38度總是增高，即隨著多級(jí)循環(huán)的發(fā)展，絕對(duì)膨脹量總是增大的，從這個(gè)意義上講，可以認(rèn)為膨脹土的脹縮變形并不是完全可逆的。②收縮至縮限之試樣膨脹量總大于收縮至制備含水率試樣膨脹量。圖3-8兩類土的絕對(duì)膨脹率和相對(duì)膨脹率隨循環(huán)級(jí)數(shù)的變化見圖39和圖310所示。由圖可見：①相對(duì)膨脹率隨循環(huán)級(jí)數(shù)增加而逐漸減小，且第、級(jí)膨脹的相對(duì)膨脹率減小量占主要部分；②第級(jí)膨脹后，膨脹變形量趨于穩(wěn)定，相對(duì)膨脹量基本保持不變；③膨脹性強(qiáng)的土樣（灰綠色土），多級(jí)循環(huán)時(shí)膨脹變形大于膨脹性弱的土樣（褐黃色土）；④膨脹的相對(duì)膨脹率和絕對(duì)膨脹率總大于收縮至制備含水率的相應(yīng)值。圖3-9（a）褐黃色土；（b）圖3-10（a）褐黃色土；（b）圖3-11（a）褐黃色土；（b）粒之間在不可逆的范德華力作用下使黏粒集聚成較大集聚體，其結(jié)果是土中黏粒含量減小，比表面積減小，可塑性降低，同時(shí)顆粒定向性變差，這種變化在第級(jí)循環(huán)時(shí)最明顯，隨著干濕循環(huán)過程的進(jìn)行，達(dá)到某種平衡狀態(tài)，這時(shí)循環(huán)脹縮特性便趨于穩(wěn)定。另外，由于干濕循環(huán)使顆粒集聚，比表面積減小，因而孔隙率增大，滲透性增強(qiáng)，表現(xiàn)在膨脹變形速度隨循環(huán)級(jí)數(shù)增加而增大（圖36、圖37），土粒之間結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)減弱，強(qiáng)度降低。圖312是每級(jí)膨脹穩(wěn)定后的試樣含水率變化關(guān)系，圖中可見隨著循環(huán)膨脹，脹后含水率增大，且前兩級(jí)增加最多，以后漸趨

圖3-12（a）褐黃色土；（b）表3-2土的崩解速率除與試前含水率有關(guān)外，另一個(gè)重要因素是土中裂隙發(fā)育狀況。同一種土質(zhì)，由于裂隙發(fā)育程度不同，崩解速率差別很大。表33慢。有時(shí)由于裂隙影響，試前含水率較高而裂隙比較發(fā)育的土有可能比試前含水率低且裂隙不發(fā)育的土崩解還要快。即在某些情況下，裂隙發(fā)育程度對(duì)崩解速率起決定性作用。表3-3表3-4膨脹土的濕化過程明顯存在四個(gè)階段，這四個(gè)階段分別是吸水增重階段（不發(fā)生崩解）、崩解緩慢加速階段、崩解劇烈發(fā)生階段和崩解減慢—終止階段。圖313顯，表明了膨脹土在靜水中的解體是一個(gè)非平穩(wěn)過程。圖3-13裂隙發(fā)育程度不同的土塊在靜水中的崩解是不相同的。裂隙不發(fā)育的土塊崩解首先從土塊周圍開始碎裂掉塊，再逐步向土塊中心發(fā)展；裂隙（原生裂隙或次生裂隙）潤(rùn)兩側(cè)土壁。由于裂隙的存在，增大了土與水的接觸面，使土塊沿內(nèi)（裂隙面）、外（表面）多個(gè)界面產(chǎn)生膨脹軟化，從而加快了崩解的過程。膨脹土經(jīng)過重塑后除具有和原狀土相似的濕化性外，還有其他一些特點(diǎn)。表35是將原生裂隙特別發(fā)育的土樣4重塑后的濕化試驗(yàn)結(jié)果，從陷。表3-5土樣4第二節(jié)土水特征曲線在非飽和土力學(xué)中具有重要意義，分析它的影響因素是十分必要的。在這方面，土壤學(xué)起步較早，但土力學(xué)中的土水特征曲線與土壤學(xué)中的土用中要分析土水特征曲線與強(qiáng)度等力學(xué)指標(biāo)的關(guān)系，有待探討的方面很多。由于受測(cè)試方法的限制，土水特征曲線的研究進(jìn)展比較緩慢。等值吸力。環(huán)境及外荷的變化會(huì)使土中的含水率發(fā)生變化。非飽和土的初始含水率同基質(zhì)吸力有直接關(guān)系，而滲透吸力對(duì)含水率的變化則不太敏感，因此，總吸力的變化主要反映了基質(zhì)吸力的變化。目前，土中吸力量測(cè)的方法及設(shè)備已有多種，表36圍。表3-6蔣剛利用壓力板儀進(jìn)行土北調(diào)工程中線河北邯鄲地區(qū)及黃河以北沙河至汝河段地區(qū)原狀膨脹土。試驗(yàn)中，用高1的環(huán)刀切取膨脹土原狀土樣8個(gè)，和1500k陶土板一起飽和，飽和后置于壓力容器中密封，逐級(jí)增大u，測(cè)定每一級(jí)壓力下土樣的穩(wěn)定出水量。由稱重法求出最后一級(jí)壓力u下土樣的含水率，依us——吸力；表3-7圖3-14。，值相差較大研究表明系數(shù)實(shí)質(zhì)上反應(yīng)了土顆粒對(duì)水的親和性和土顆粒排列特點(diǎn)，所以吸力系數(shù)和同樣反應(yīng)土這一性質(zhì)的物理指標(biāo)塑性指數(shù)、自由膨脹率有關(guān)。土的膨脹性越強(qiáng)，在一定含水率條件下吸持水分的能力越強(qiáng)，系數(shù)的值也就越大，說明吸力也越大。系數(shù)影響土因素，其他因素往往是通過影響這兩個(gè)基本因素而起作用的。劉艷華采用湖北棗陽和河南南陽的膨脹性土原狀樣或擊實(shí)土研究了固結(jié)壓力、孔隙比等對(duì)土水特征曲線的影響。土樣基本性質(zhì)見表38。表3-8為了探討外力對(duì)土體受到約束不產(chǎn)生膨脹，試驗(yàn)過程中土的孔隙比保持不變。無壓狀態(tài)則是土體自由膨脹飽和，在試驗(yàn)過程中，其變形不受外界約束。試驗(yàn)結(jié)果如圖315所示，從圖315中可以看出，雖然隨著基質(zhì)吸力的增加兩條曲線有相重合的趨勢(shì)，它們的形狀差別還是很大的，主要表現(xiàn)在土體的進(jìn)氣值和進(jìn)氣點(diǎn)后的儲(chǔ)水系數(shù)（土水特征曲線的斜率）。具有預(yù)固結(jié)壓力的土樣，其曲線平緩，脫水較慢。也就是說，應(yīng)力狀態(tài)影響土線的進(jìn)氣值和儲(chǔ)水系數(shù)，而儲(chǔ)水系數(shù)則與非飽和土的滲透性有密切關(guān)系。這就意味著在分析水分入滲和蒸發(fā)時(shí)，必須考慮具有不同應(yīng)力狀態(tài)土層的差別。當(dāng)吸力較高時(shí)，兩條曲線趨于重合，此時(shí)應(yīng)力狀態(tài)對(duì)吸力值影響較小，即可以認(rèn)為外應(yīng)力和吸力是互不相關(guān)的。由于吸附強(qiáng)度是和吸力相對(duì)應(yīng)的，外應(yīng)力對(duì)吸附強(qiáng)度的影響也很微弱。圖3-15南陽原狀土在不同固結(jié)壓力下的土-圖3-16南陽擊實(shí)土在不同初始孔隙比下的土-圖3-17不同土質(zhì)的土-為了探討土體結(jié)構(gòu)的影響，對(duì)比了同一種土原狀樣和擊實(shí)樣的土水特征曲線，如圖318所示。容易發(fā)現(xiàn)，擊實(shí)樣的曲線有一個(gè)明顯的折點(diǎn)，它們可以近似地看成是由兩條直線段組成的，前一段基本呈水平狀，為土樣進(jìn)氣階段（完全封閉狀態(tài)），較難進(jìn)入土體，表現(xiàn)出較高的進(jìn)氣值。試驗(yàn)表明土體結(jié)構(gòu)對(duì)土水特征曲線的影響比較大。圖3-18南陽原狀樣、擊實(shí)樣的土-繆林昌研究了干濕循環(huán)對(duì)膨脹土土-飽和。有壓飽和與無壓飽和試樣均為南陽膨脹土的重塑樣，試樣的干密度為1.5g3，有壓飽和試樣在上下約束條件下抽氣飽和，試樣在吸水飽和的過程中不發(fā)生體積膨脹，也就相當(dāng)于施加一個(gè)預(yù)應(yīng)力進(jìn)行脫水吸水試驗(yàn)。圖319是無壓樣的土水特征曲線。從試驗(yàn)結(jié)果來看，每次循環(huán)的土-水特征曲線均不一樣，第一次與第二次循環(huán)的差異較大，第二次與第濕循環(huán)次數(shù)的增加，膨脹土樣的結(jié)構(gòu)排列將趨于穩(wěn)定，因此，干濕循環(huán)滯回圈的變化也將減小。圖3-19無壓飽和試樣土-圖3-20有壓飽和試樣土-第三節(jié)式中d——圖3-21試驗(yàn)方法。非飽和土試驗(yàn)的復(fù)雜性決定了其試驗(yàn)方法的獨(dú)特性。因此，非飽和土三軸試驗(yàn)必須注意以下要點(diǎn)：①試驗(yàn)前，要使陶土率。應(yīng)力-非飽和土樣中的氣體直接影響土樣的變形行為（見圖322）。由圖32可知，在不排氣不排水的三軸試驗(yàn)中，膨脹土樣的體積先收縮，然分配，引起土體膨脹。圖3-22膨脹土的應(yīng)力-（a）不排氣不排水剪切；（b）圖3-23（a）不排氣不排水剪切；（b）不同含水率土樣（d＝1.52g3）的試驗(yàn)結(jié)果如圖32所示。根據(jù)飽和土樣的不排水剪切試驗(yàn)結(jié)果得到，′＝34ka，＝23。假設(shè)′不隨基質(zhì)吸力的變化，即可求得不同含水率土的總凝聚力c，經(jīng)過點(diǎn)（0，）和（u，c）兩點(diǎn)直線的傾角即為b，這樣就可得到不同吸力的膨脹土樣的b值，如圖324所示。b隨吸力的變化如圖325所示，隨著吸力的增加，b減小。圖32表示了凈應(yīng)力為零（σ－u＝0）力的變化，從圖中也可看出b是隨吸力增加而減小的。對(duì)寧夏膨脹土，p＝0.37。這樣，可以作為一個(gè)獨(dú)立的強(qiáng)度變量，式（3-8）可寫圖3-24圖3-25φ?qǐng)D3-26圖3-27樣養(yǎng)護(hù)缸中24h后進(jìn)行三軸試驗(yàn)。試驗(yàn)采用常規(guī)三軸儀進(jìn)行排水剪切試驗(yàn)，剪切速率為3.5n。試驗(yàn)中對(duì)非飽和膨脹土樣在三剪切前后土樣列引起的，剪切后土樣內(nèi)部上、中、下的含水率不再像剪切前那樣相同，而是稍有差異，在土樣底部稍高，頂部稍低。圖328～圖33分別是飽和度為59.2%、69.6、80%和92.2%的非飽和膨脹土樣的三軸剪切應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系與強(qiáng)度包線，強(qiáng)度數(shù)據(jù)見表3而飽和膨脹土樣的強(qiáng)度參數(shù)′＝35k，′＝21.2。表38中的c除了包括′之外，還有一部分是由于非飽和土中存在有吸力引起的吸力強(qiáng)度u，表3-8圖3-28S＝59.2%（a）應(yīng)力應(yīng)變曲線；（b）圖3-29S＝69.6%（a）應(yīng)力應(yīng)變曲線；（b）圖3-30S＝80%（a）應(yīng)力應(yīng)變曲線；（b）圖3-31S＝92.2%（a）應(yīng)力應(yīng)變曲線；（b）從表38可知，膨脹土土樣的飽和度從59.2變化到92.2%，三軸剪切后的試驗(yàn)結(jié)果表明的變化相對(duì)較小，而強(qiáng)度（總凝聚力）很大，由此可知，飽和度的變化主要是對(duì)凝聚力產(chǎn)生影響，研究表明，′、′與吸力無關(guān)，也就是與飽和度無關(guān)，因此，非飽和土的強(qiáng)度變化主要就是由于吸力強(qiáng)度的變化?，F(xiàn)在將表38的總凝聚力的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新整理成吸力強(qiáng)度u，見表38。將表38中的數(shù)據(jù)點(diǎn)繪在（1，u）坐標(biāo)中（見圖332）可以發(fā)現(xiàn)有這樣有趣的現(xiàn)象，這些點(diǎn)可以用一直線近似地?cái)M合逼近，這也就是吸力強(qiáng)度與飽和度是非線性關(guān)系，而吸力強(qiáng)度u與1呈線性關(guān)系，所以可以用如下直線方程來描述這種線性關(guān)系：式中50%圖3-32表3-9圖3-33圖334所示的曲線為試樣含水率與凝聚力的關(guān)系曲線，該曲線在＝22附近出現(xiàn)了急劇變化，表明擊實(shí)膨脹土在低于塑限時(shí)，具有較高角呈曲線相關(guān)，其相關(guān)關(guān)系為多項(xiàng)式圖3-34飽和度與凝聚力的關(guān)系與圖334類似，并在飽和度為65～75%的范圍內(nèi)曲線有突變，按照包承綱（1978年）提出的非飽和土相位觀點(diǎn)，應(yīng)屬于“氣體部分連通也表明，土中吸力對(duì)抗剪強(qiáng)度的作用是有限的。對(duì)本試驗(yàn)而言，當(dāng)飽和度超過80%以后，吸力的影響幾乎為零。圖3-35為了模擬干濕效應(yīng)對(duì)膨脹土抗剪強(qiáng)度的影響，李靖等分別進(jìn)行了原狀土快剪、原狀土-浸濕快剪和原狀土干縮-濕處理是把環(huán)刀制備的原狀試樣置于飽和器中，使土樣在不發(fā)生膨脹變形的條件下吸水浸濕；原狀土-干縮浸濕處理的方法是先把制備的原狀土試樣立放在多孔板上，使其在室內(nèi)（180.5）條件下自然失水而緩慢收縮，然后再置于飽和器中浸濕。試驗(yàn)在應(yīng)變控制式直剪儀上進(jìn)行。表310列出了經(jīng)不同處理后的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果。由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，環(huán)境條件改變對(duì)膨脹土抗剪強(qiáng)度影響很大。表3-10第四節(jié)李華鑾和邱祖華進(jìn)行了石灰改良膨脹土的室內(nèi)試驗(yàn)研究。試驗(yàn)按051—93《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》和057—9《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行。土樣經(jīng)過風(fēng)干碾碎過5圓孔篩（界限含水率試驗(yàn)時(shí)，過0.5篩），石灰為級(jí)鈣質(zhì)生石灰粉，預(yù)定摻加（外摻）石灰劑量為2%、4、6%、8，個(gè)別試驗(yàn)項(xiàng)目增加至10%，采用重型（擊實(shí)筒容積為9973）含水率，根據(jù)不同石灰劑量的最佳含水率制備試樣浸潤(rùn)24h，采用靜壓法（壓實(shí)度為95%）石灰摻入黏土中所形成的離子交換能力與土中黏粒（＜0.002）含量有關(guān)，由于黏土顆粒具有很大的比表面積，含量越高顆粒表面電荷的結(jié)合力增強(qiáng)。反映在界限含水率中則使土的塑限降低，收縮界限即縮限提高。圖3-36膨脹土的膨脹率隨石灰劑量的增加而降低，如圖337所示。未改良膨脹土在壓實(shí)度為95時(shí)的無荷載膨脹率均大于10%，50k荷載下的膨脹率也大于4%，摻入石灰后有明顯改善。石灰劑量由0、2到4%時(shí)，膨脹率急劇下降；石灰劑量由4～8%脹率均小于0.5%，50k荷載下的膨脹率為負(fù)值。因此，石灰劑量的最佳配比應(yīng)在大于4%、小于8的范圍內(nèi)。圖3-376%時(shí)膨脹力消除97%。此時(shí)膨脹力最大15kPa，最小為8kPa。圖3-39是改良土的膨脹力、膨脹率與齡期的關(guān)系。曲線顯示在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下齡圖3-38圖3-39圖3-40圖3-41圖3-42圖3-43圖3-44石灰劑量與CBR改良土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，是按照穩(wěn)定細(xì)粒土的標(biāo)準(zhǔn)制備試件，石灰劑量由2%至10共5組，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)7d和28d進(jìn)行抗壓試驗(yàn)。圖345是不同齡期抗壓強(qiáng)度與石灰劑量的關(guān)系。石灰劑量由2增加到6%時(shí)，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu由0.42提高至0.90a圖3-45從圖346的摻灰比與凝聚力之間的關(guān)系可以看出，在＝8～11%之間，摻灰量使擊實(shí)土的強(qiáng)度最大。圖347的關(guān)系，保濕養(yǎng)護(hù)指在恒溫恒濕條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)后，再用于抗壓試驗(yàn)。噴水養(yǎng)護(hù)指將試樣放入飽和砂內(nèi)，每天噴水養(yǎng)護(hù)，以此來模擬降雨作用。由圖示可以看出，摻石灰（＝10左右）養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長(zhǎng)，即使噴水，其強(qiáng)度也會(huì)提高。由圖348可看出，摻灰量一定時(shí)，擊實(shí)土的抗壓和抗剪強(qiáng)度，并不隨摻灰量的增加而急劇增大，而是與灰土的齡期有關(guān)。圖3-46圖3-47圖3-48高新進(jìn)行了二灰改良膨脹土的室內(nèi)試驗(yàn)研究。試驗(yàn)土料取自南寧市快速環(huán)道北環(huán)工程12＋500附近，共9組不同土樣，通過試驗(yàn)判別有4土樣為膨脹土，室內(nèi)將這4種土料混合作為試驗(yàn)土樣，按重量百分比摻入生石灰、粉煤灰。然后對(duì)所配制的混合土進(jìn)行擊實(shí)、脹縮性等試驗(yàn)，以研究石灰、粉煤灰對(duì)膨脹土的改良效果。圖3-49圖3-50圖3-51圖3-52由圖353知，在擊實(shí)功相同的情況下，改良土的液、塑限都隨著摻劑量（主要是摻石灰對(duì)膨脹土塑性的影響）的增加而增加，但在相同摻量下，塑限增加的幅度比液限大，故其塑性指數(shù)I降低；在摻石灰量5和摻石灰＋粉煤灰量6%圖3-53由圖354和圖35知，在擊實(shí)功相同的情況下，摻粉煤灰和石灰＋粉煤灰時(shí)，改良土的凝聚力和內(nèi)摩擦角都隨著摻粉煤灰劑量的增加而提高，但摻粉煤灰對(duì)土的抗剪強(qiáng)度的影響較摻石灰＋粉煤灰對(duì)土的抗剪強(qiáng)度的影響大；在摻石灰時(shí)，土的凝聚力在0～6%量的增加而增加，但大于6%時(shí)，土的凝聚力隨著摻石灰劑量的增加而降低。圖3-54圖3-55圖3-56圖3-57圖3-58

圖3-59圖3-60圖3-61石灰的作用：膨脹土膨脹的主要原因是交換性陽離子和層間底面的水化能作用，膨脹土摻入石灰后膨脹土性質(zhì)改變的原因是：石灰水化產(chǎn)生大量的2＋和膨脹礦物（蒙脫石、伊利石）吸水的同時(shí)，也把大量的a2＋和溶液中析出的（）2嶺牌425#普通硅酸鹽水泥。對(duì)不同水泥摻入量的水泥膨脹土配方，在不同條件下，按不同齡期做抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗?jié)B透試驗(yàn)，并與未摻三種：①空氣中養(yǎng)護(hù)：將試件放在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)至規(guī)定的齡期即可進(jìn)行各種試驗(yàn)；②空氣-不同水泥摻入量、不同養(yǎng)護(hù)條件和不同齡期水泥穩(wěn)定膨脹土的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見表311。從表31著水泥用量和齡期的增加而增大，水泥摻入量由5%增加到20時(shí)，其抗壓強(qiáng)度能提高3～6倍；水泥穩(wěn)定膨脹土經(jīng)干-濕循環(huán)后，其抗壓強(qiáng)度有所下降，但與同齡期的空氣中養(yǎng)護(hù)試件相比，能達(dá)到其強(qiáng)度的60%～90水試件具有較高的強(qiáng)度，且浸水后的抗壓強(qiáng)度可達(dá)到非浸水試件同齡期強(qiáng)度的60%～90。表明水泥穩(wěn)定膨脹土具有良好的耐久性和水穩(wěn)定性。表3-11不同水泥摻入量、空氣中養(yǎng)護(hù)的水泥穩(wěn)定膨脹土抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見圖362。從圖36可知，水泥穩(wěn)定膨脹土的抗剪強(qiáng)度較膨脹土的抗剪強(qiáng)度有較大幅度的提高，而且水泥穩(wěn)定膨脹土的抗剪強(qiáng)度隨水泥摻入量和齡期的增加而增大。當(dāng)水泥摻入量由5%增加到20，對(duì)應(yīng)于1d和7d期，水泥穩(wěn)定膨脹土的凝聚力c較不摻入水泥的膨脹土可增加3.7～3.9倍和3.2～9.8倍，而膨脹土的內(nèi)摩擦角可增加2.7～3.2倍和2～2.9倍。圖3-62圖3-63四、NCS是一種新型復(fù)合黏性土固化材料（wypfopoebrorohveo），是在石灰、水泥中添加合成的”高性能無機(jī)增強(qiáng)吸水材料改良而成的復(fù)合固化材料。其中生石灰所起作用是吸水和使黏土砂質(zhì)化，固化后期與土粒發(fā)生火山炭反應(yīng)提供后期強(qiáng)度；水泥熟料的作用是提供強(qiáng)度和增強(qiáng)土團(tuán)粒之間的聯(lián)結(jié)；提供早期強(qiáng)度，起強(qiáng)烈吸水，促進(jìn)土粒砂化，并生成針狀礦物，具有“微型加筋”的作用。針對(duì)路面基層、墊層及地基過濕土的不同特點(diǎn)，以三者不同的最佳配比（其中A有不同成分的組成配比），可以增加穩(wěn)定土強(qiáng)度，水穩(wěn)性與抗凍融能力，減少固化土的收縮，有效地降低過濕土含水率，改善壓實(shí)性，達(dá)到就地利用不同細(xì)粒土（含有機(jī)質(zhì)土）直接修建路面基層加固地基的目的。圖3-64NCS6%的摻拌濕黏土按93%壓實(shí)度的干密度從0～6d延時(shí)制件，其7d（在壓件前浸水24h）平均無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu值如圖36所示。上述試件均為濕法成型，試驗(yàn)結(jié)果說明，延時(shí)制件對(duì)其強(qiáng)度沒有什么影響，而第2d、3d的qu得較高強(qiáng)度。緩凝性固化材料十分有利于現(xiàn)場(chǎng)施工，可以在2～3d內(nèi)碾壓完畢，大大增加了施工的靈活性，可以充分壓實(shí)滿足要求。圖3-657d4%劑量NCS固化土q圖3-667d6%劑量NCS固化土q石灰摻入濕黏土、按不同劑量用干法與濕法制件，其7d（內(nèi)壓件前浸水24h）不同干密度時(shí)的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu值見表31。試驗(yàn)結(jié)果表明石灰干法的qu值大于濕法的qu值，由于風(fēng)干土碾細(xì)后與石灰拌和均勻，微團(tuán)粒間結(jié)合緊密，而濕法制件的土團(tuán)及其間石灰摻拌后，土團(tuán)表面灰土形成硬殼較慢，且團(tuán)粒的強(qiáng)度初期顯得不足，因而混合料試件的qu值較石灰土形成硬殼較慢，且團(tuán)粒的強(qiáng)度初期顯得不足，因而混合料試件的qu值較小。而試件試驗(yàn)結(jié)果的干法與濕法及值基本相同。4、5%劑量的qu值接近，6劑量時(shí)濕法試件較干法試件的qu表3-12NCS、石灰6%劑量干法、濕法制件7d浸水強(qiáng)度圖3-67NCS不同穩(wěn)定土的7d浸水強(qiáng)度表3-13第四章高液限土路基計(jì)算理論第一節(jié)圖4-1圖4-2圖4-3圖4-4圖4-5圖4-6式中，＝，n＝，為平行于水平荷載作用方向的矩形基底的長(zhǎng)度，為矩形基底另一邊的長(zhǎng)度。當(dāng)計(jì)算點(diǎn)在水平均布荷載作用方向的終止端以下時(shí)?。划?dāng)計(jì)算點(diǎn)在水平均布荷載作用方向的起始端以下時(shí)?。．?dāng)計(jì)算點(diǎn)在基底范圍內(nèi)（或外）利用角點(diǎn)法和疊加原理來進(jìn)行計(jì)算。理論上，當(dāng)基礎(chǔ)長(zhǎng)度與寬度礎(chǔ)。然而，根據(jù)研究，當(dāng)10時(shí)，其結(jié)果與接近無窮大的情況相差不多，這種誤差在工程上是允許的。有時(shí)當(dāng)＞5時(shí)也可按平面問題計(jì)算。圖4-7圖4-8圖4-9圖4-10第二節(jié)p——圖4-11n——圖4-12圖4-13圖4-14圖4-15圖4-16式中Cαi——用孔隙比變化計(jì)算時(shí)各軟土層的次固結(jié)系數(shù)， 第三節(jié)k——

式中圖4-17

砂井地基總的平均固結(jié)度是由豎向排水和徑向排水所引起的，總的平均固結(jié)度按下式計(jì)算式中——打排水板部分土層的平均固結(jié)度改進(jìn)gh法的基本假定是：每一級(jí)荷載增量所引起的固結(jié)過程是單獨(dú)進(jìn)行的，和上一級(jí)或下一級(jí)荷載增量所引起的固結(jié)無關(guān)；每級(jí)荷載是在加荷起訖時(shí)間的中點(diǎn)一次瞬時(shí)加足的；在每級(jí)荷載pn加荷起訖時(shí)間n－1和n以內(nèi)任意時(shí)間時(shí)的固結(jié)狀態(tài)與時(shí)相應(yīng)的荷載增量（如圖4圖4-18兩級(jí)等速加荷改進(jìn)Terzaghi——式中——瞬間加荷固結(jié)度的理論解圖4-19荷載-式（436）水固結(jié)。曾國(guó)熙（1975年）對(duì)高木俊介方法作了改進(jìn)，把豎向排水固結(jié)度和徑向排水固結(jié)度兩者聯(lián)合起來得出平均固結(jié)度，并且固結(jié)度理論解用以下的普遍式來表示：圖4-20表4-1第四節(jié)在實(shí)際應(yīng)用中，通過試驗(yàn)測(cè)定土的有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)′和′值，然后在分析中采用根據(jù)式（44）度指標(biāo)進(jìn)行土工分析的方法稱為抗剪強(qiáng)度有效應(yīng)力分析法。有時(shí)為了省去孔隙水壓力的估算工作，也可用通過試驗(yàn)測(cè)定土的總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)c和值，然后在分析中采用根據(jù)式（443）計(jì)算土的抗剪強(qiáng)度，這種分析方法稱為抗剪強(qiáng)度總應(yīng)力分析法?？辜魪?qiáng)度有效應(yīng)力分析法和總應(yīng)力分析法在實(shí)際工程中得到廣泛的應(yīng)用。（一）三軸剪切試驗(yàn)是最常用的土工試驗(yàn)，可以嚴(yán)格控制土樣的排水條件。試驗(yàn)時(shí)，先對(duì)土樣施加恒定的圍壓（σ1＝σ2＝σ3），然后增加軸向壓力（增大σ1），驗(yàn)包括下述三種：（二）按有效應(yīng)力原理，只有有效應(yīng)力才能引起土的抗剪強(qiáng)度的變化。σ′是真正作用在土骨架上的應(yīng)力，因而才是真正反映土的內(nèi)摩擦特性的近的試驗(yàn)方法來測(cè)定土的總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。我國(guó)工程部門習(xí)慣于用總應(yīng)力法分析軟土地基的穩(wěn)定性，即在穩(wěn)定分析中不考慮孔隙水壓力的影響，而采用總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)（固結(jié)不排水剪），分析方法通常采用瑞典圓弧滑動(dòng)條分法（nu法）。對(duì)于軟土地基，如果施工期比較短，有效應(yīng)力變化不大，則其抗剪強(qiáng)度往往接近于不排水總強(qiáng)度，此時(shí)采用u＝0的總強(qiáng)度分析法，可以得到比較滿意的結(jié)果。三軸試驗(yàn)中不固結(jié)不排水剪（U）與固結(jié)不排水剪（）的排水條件很明確。不固結(jié)不排水剪相當(dāng)于所施加的外力全部被孔隙水所承擔(dān)，土樣完全保持初始的有效應(yīng)力狀態(tài)。固結(jié)不排水的固結(jié)應(yīng)力全部轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)力而在施加偏應(yīng)力時(shí)又產(chǎn)生了孔隙水壓力。相應(yīng)地，在實(shí)際工程中，對(duì)于可能發(fā)生快速加荷的正常固結(jié)黏土路堤地基土的穩(wěn)