摘要
在膨胀土地区的基建一直饱受膨胀土灾害的影响，治理极其困难，并且灾害反复发生，因此针对膨胀土膨胀特性的研究尤为重要。本文以广西宁明膨胀土为研究对象，对不同初始含水率和干密度的膨胀土展开一系列的膨胀力和膨胀变形的研究，结合核磁共振和扫描电镜微观试验结果，探究了初始含水率对膨胀土膨胀特性的影响。本文取得的主要研究成果如下： （1）在核磁共振试验中，测试后获得的信噪比（SNR）值均大于10db，说明外界对仪器的噪音影响很小，试验结果真实可靠，即核磁共振技术是研究土体的重要工具。基于核磁共振技术获得的T2时间分布曲线可知，膨胀土的最优弛豫时间最大，高岭土次之，红黏土最小。初始含水率和干密度对红黏土和膨胀土的最优弛豫时间影响不大，而对高岭土的最优弛豫时间具有一定的影响。在相同干密度下，随着初始含水率的增加，低干密度下土样的片状结构变小，并且产生孔隙，高干密度层叠体变厚，弯曲的片状结构几乎消失。对于低干密度的土样，初始含水率影响大孔隙尺寸；对于高干密度的土样，初始含水率影响小孔隙尺寸。 （2）通过膨胀力实验可知，土体在低干密度条件下，不同含水率的膨胀力变化不大，膨胀力的增大速率较缓；随着土体干密度的增大，膨胀力变化速率增大。基于核磁共振技术获得完成膨胀力实验后的膨胀土微观结构可知，随着含水率的增大，T2分布曲线范围增大，是因为蒙脱石颗粒间被压缩，层间距减少，水分分布范围更大；随着干密度的增大，T2分布曲线向右移动，且随着干密度的增大，T2分布曲线移动更加明显，曲线分布范围更大。压汞结果表明，干密度对孔径位置没有影响，土体含水率的变化影响孔径尺寸大小。 （3）在初始干密度相同的条件下，膨胀变形稳定时的干密度随着初始含水率的增大而减少，且稳定干密度减少的幅度随着含水率的增加而变小。同时，在初始含水率和干密度相同的情况下，土样的稳定干密度在初始阶段较小且幅度比较大，而后期减少幅度变缓。当土体含水率低于10%时，膨胀变形规律相似，但是结果不明显。通过核磁共振获得T2分布曲线可知，在同一干密度和垂直荷载下，随着土体初始含水率的增大，土体小孔隙体积增大，大孔隙体积减少。通过微观实验结果对宏观试验的分析可知，土体变形发生时，孔隙水首先是从大孔隙里的水分开始减少，同时峰面积随着初始含水率的增大而减少。
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