裂隙扩展对膨胀土抗剪强度影响的试验研究

作者：黄鹏; 程永辉; 熊勇^*; 冯党; 曹先振

来源：土工基础, 2023, 37(03): 506-511.

• 膨胀土
• 裂隙扩展
• 峰值抗剪强度
• 衰减量比

深层裂隙扩展直接影响深挖方膨胀土渠道边坡长期服役性能。为了研究不同裂隙扩展程度对膨胀土强度的影响，采用薄膜模拟手段，制备了含不同比例裂隙面的膨胀土剪切试样，开展了不同上覆荷载作用下的直接剪切试验，测试了不同裂隙扩展程度试样的峰值剪切强度。分析表明，试验条件下，峰值剪应力均随着裂隙扩展依次呈快速衰减、缓慢衰减和快速衰减的非线性三阶段衰减规律，通过归一化处理，得到了两种上覆荷载作用下的峰值剪切强度衰减量比曲线，分析可得上覆荷载对膨胀土块的峰值强度衰减量比的影响不大，变化幅度在10%以内；对衰减曲线进行多段式拟合，确定了非线性衰减三阶段的裂隙面积占比阈值分别为30%和70%;当裂隙扩展处于快速衰减(一阶段)与缓慢衰减(二阶段)之间阈值时，峰值强度衰减量比为(42.9%～47.8%),处于缓慢衰减(二阶段)与快速衰减(三阶段)之间阈值时，峰值强度衰减量比为(50.3%～55.1%)。研究成果为膨胀土地区深挖方渠道边坡的设计计算与运营维护提供理论支撑。

• 单位
  长江科学院; 南水北调中线干线工程建设管理局