膨脹土改良方法及生物酶改良膨脹土的本構(gòu)關(guān)系

　　本書(shū)以湖南省益陽(yáng)至婁底高速公路膨脹土改良及路基施工工藝研究成果為基礎(chǔ)，以膨脹土的化學(xué)改良、物理改良以及復(fù)合改良為研究對(duì)象。全書(shū)分為兩大部分：第一部分（第1～3章）為該工程項(xiàng)目路基膨脹土改良方法及膨脹土施工工藝的研究。在這部分內(nèi)容的研究中，采用多種無(wú)機(jī)材料對(duì)膨脹土進(jìn)行改良對(duì)比試驗(yàn)，從室內(nèi)試驗(yàn)到理論分析，再到現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，綜合分析了生石灰改良膨脹土的可行性和可靠性，最終提出了膨脹土路基的施工指南。第二部分（第4～6章）研究了生物酶作為膨脹土改良材料的可行性，以及生物酶改良膨脹土的非線(xiàn)性彈性本構(gòu)模型、彈塑性本構(gòu)模型。 第1章為益陽(yáng)至婁底高速公路沿線(xiàn)膨脹土分布調(diào)研。通過(guò)對(duì)該工程項(xiàng)目沿線(xiàn)膨脹土分布情況的詳細(xì)調(diào)研，對(duì)取回的試驗(yàn)土樣開(kāi)展了一系列的室內(nèi)試驗(yàn)，測(cè)定其相關(guān)的物理力學(xué)指標(biāo)，并且對(duì)土樣的膨脹潛勢(shì)進(jìn)行了分類(lèi)。通過(guò)一維長(zhǎng)期固結(jié)試驗(yàn)，研究了膨脹土的次固結(jié)特性，建立了益婁高速膨脹土的次固結(jié)流變本構(gòu)模型。分析了含水率、干密度、固結(jié)壓力對(duì)膨脹土的次固結(jié)系數(shù)的影響規(guī)律。通過(guò)正交分析法，對(duì)上述三個(gè)參數(shù)的敏感性進(jìn)行了分析。 第2章為膨脹土處治方法。本章研究了石屑、中粗砂作為膨脹土物理改良材料的可行性以及改良材料的最佳摻量；研究了水泥+石屑、石灰+石屑對(duì)膨脹土進(jìn)行復(fù)合改良的可行性以及改良材料的最佳摻量；研究了采用生石灰、粉煤灰、煤渣、中粗砂對(duì)膨脹土進(jìn)行綜合改良的可行性，提出了塑性指數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)吸濕含水率、自由膨脹率減少率，與四種改良材料摻量、養(yǎng)護(hù)時(shí)間、養(yǎng)護(hù)溫度等的函數(shù)關(guān)系，從而可以定量計(jì)算出膨脹土改良中四種改良材料的摻量；針對(duì)生石灰改良膨脹土的物理性質(zhì)、脹縮性質(zhì)和強(qiáng)度性質(zhì)等開(kāi)展研究，提出生石灰改良膨脹土路基施工工藝參數(shù)；通過(guò)研究生石灰改良膨脹土的長(zhǎng)期壓縮特性，提出生石灰改良膨脹土的非線(xiàn)性蠕變本構(gòu)模型。 第3章為膨脹土路基施工工藝。提出了采用包邊法處治膨脹土路基的施工工藝以及施工指南。路堤包邊厚度應(yīng)根據(jù)外界氣候的變化進(jìn)行確定，需要綜合考慮項(xiàng)目所在地的大氣影響深度、干濕循環(huán)的裂隙深度、膨脹土改良材料、膨脹土地基防排水條件等的影響。生石灰改良膨脹土包邊法效果，需長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)才能確定。為確定合理的處治方案，引入離心模擬試驗(yàn)驗(yàn)證包邊厚度處治效果。 第4章為生物酶改良膨脹土物理力學(xué)特性。本章研究了生物酶改良膨脹土的液限、塑限、標(biāo)準(zhǔn)吸濕含水率、擊實(shí)性質(zhì)、壓縮特性、剪切特性等，并且與水泥、石灰改良膨脹土進(jìn)行了對(duì)比分析。研究表明，生物酶摻加量為3%～5%時(shí)能有效改善膨脹土的脹縮特性。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)吸濕含水率、壓縮特性、抗剪切能力等指標(biāo)，生物酶改良效果優(yōu)于生石灰和水泥。 第5章為生物酶改良膨脹土非線(xiàn)性彈性本構(gòu)模型。本章建立了生物酶改良膨脹土Duncan-Chang模型，通過(guò)三軸固結(jié)排水剪切試驗(yàn)擬合了Duncan-Chang模型各相關(guān)參數(shù)，并且研究了生物酶改良膨脹土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的歸一化線(xiàn)性特性；建立了生物酶改良膨脹土的模型，通過(guò)等向固結(jié)排水試驗(yàn)、等p三軸固結(jié)排水剪切試驗(yàn)，分析了模型參數(shù)與生物酶摻量的相關(guān)關(guān)系，并且建立了基于擾動(dòng)狀態(tài)理論的修正模型。 第6章為生物酶改良膨脹土彈塑性本構(gòu)模型。本章以修正劍橋模型、魏汝龍模型理論框架為基礎(chǔ)，研究了生物酶改良膨脹土的單屈服面彈塑性本構(gòu)關(guān)系，并且基于擾動(dòng)理論對(duì)修正劍橋模型、魏汝龍模型的參數(shù)進(jìn)行修正，建立了各有關(guān)參數(shù)與生物酶摻量之間的函數(shù)關(guān)系式。以殷宗澤模型為基礎(chǔ)，研究了生物酶改良膨脹土雙屈服面彈塑性本構(gòu)關(guān)系，研究了生物酶改良膨脹土彈性變形、剪縮屈服面、剪脹屈服面、破壞線(xiàn)的演化規(guī)律。此外，以“南水”模型為基礎(chǔ)，分析了生物酶改良膨脹土雙屈服面彈塑性本構(gòu)關(guān)系，并且基于軸應(yīng)變、體積應(yīng)變近似雙曲線(xiàn)的特征，修正了“南水”模型中切線(xiàn)體積比ut的確定方法。

暫缺《膨脹土改良方法及生物酶改良膨脹土的本構(gòu)關(guān)系》作者簡(jiǎn)介