黑龙江省某灌区灌区膨胀土特征及其性质研究

胡健 张国正 王凯

1前言

灌区膨胀土是一种吸水膨胀、失水收缩开裂的特种黏性土。其矿物成分以强亲水性矿物蒙脱石和伊利石为主。灌区膨胀土一直是困扰公路建设的重大工程问题。解决灌区膨胀土地区失稳破坏等现象成为了一个刻不容缓的问题。

2主要工程特性

2.1胀缩性

灌区膨胀土吸水体积膨胀，使其上建筑物隆起，如膨胀受阻即产生膨胀力；失水体积收缩，造成土体开裂，并使其建筑物下沉。灌区膨胀土在缩陷与液限含水率的收缩量与灌区膨胀土，称为极限胀缩潜势。击实土的膨胀性远比原状土大，密实度越高，膨胀量与膨胀力越大，这是在灌区膨胀土路基设计中特别值得注意的问题[1]。

2.2崩解性

灌区膨胀土浸水后体积膨胀，在无侧限条件下发生吸水湿化。不同类型的灌区膨胀土其崩解性是不一样的，强灌区膨胀土浸入水中后，几分钟内很快就完全崩解；弱灌区膨胀土浸入水中后，则需经过较长时间才能逐步崩解，且有的崩解不完全。此外，灌区膨胀土的崩解特性还与试样的起始湿度有关，一般干燥土试样崩解迅速且较完全，潮湿土试样崩解缓慢且不完全。

2.3多裂隙性

灌区膨胀土路基边坡的破坏，大多与土中裂隙有关，且滑动面的形成主要受裂隙软弱结构面所控制。

2.4超固结性

灌区膨胀土大多具有超固结性，天然孔隙比较小，干密度较大，初始结构强度较高。超固结灌区膨胀土路基开挖后，将产生土体超固结应力释放，边坡与路基面出现卸载膨胀，并常在坡脚形成应力集中区和较大的塑性区，使边坡容易破坏。……