膨胀土改良方法及生物酶改良膨胀土的本构关系

　　本书以湖南省益阳至娄底高速公路膨胀土改良及路基施工工艺研究成果为基础，以膨胀土的化学改良、物理改良以及复合改良为研究对象。全书分为两大部分：第一部分（第1～3章）为该工程项目路基膨胀土改良方法及膨胀土施工工艺的研究。在这部分内容的研究中，采用多种无机材料对膨胀土进行改良对比试验，从室内试验到理论分析，再到现场试验，综合分析了生石灰改良膨胀土的可行性和可靠性，最终提出了膨胀土路基的施工指南。第二部分（第4～6章）研究了生物酶作为膨胀土改良材料的可行性，以及生物酶改良膨胀土的非线性弹性本构模型、弹塑性本构模型。 第1章为益阳至娄底高速公路沿线膨胀土分布调研。通过对该工程项目沿线膨胀土分布情况的详细调研，对取回的试验土样开展了一系列的室内试验，测定其相关的物理力学指标，并且对土样的膨胀潜势进行了分类。通过一维长期固结试验，研究了膨胀土的次固结特性，建立了益娄高速膨胀土的次固结流变本构模型。分析了含水率、干密度、固结压力对膨胀土的次固结系数的影响规律。通过正交分析法，对上述三个参数的敏感性进行了分析。 第2章为膨胀土处治方法。本章研究了石屑、中粗砂作为膨胀土物理改良材料的可行性以及改良材料的最佳掺量；研究了水泥+石屑、石灰+石屑对膨胀土进行复合改良的可行性以及改良材料的最佳掺量；研究了采用生石灰、粉煤灰、煤渣、中粗砂对膨胀土进行综合改良的可行性，提出了塑性指数、标准吸湿含水率、自由膨胀率减少率，与四种改良材料掺量、养护时间、养护温度等的函数关系，从而可以定量计算出膨胀土改良中四种改良材料的掺量；针对生石灰改良膨胀土的物理性质、胀缩性质和强度性质等开展研究，提出生石灰改良膨胀土路基施工工艺参数；通过研究生石灰改良膨胀土的长期压缩特性，提出生石灰改良膨胀土的非线性蠕变本构模型。 第3章为膨胀土路基施工工艺。提出了采用包边法处治膨胀土路基的施工工艺以及施工指南。路堤包边厚度应根据外界气候的变化进行确定，需要综合考虑项目所在地的大气影响深度、干湿循环的裂隙深度、膨胀土改良材料、膨胀土地基防排水条件等的影响。生石灰改良膨胀土包边法效果，需长时间观测才能确定。为确定合理的处治方案，引入离心模拟试验验证包边厚度处治效果。 第4章为生物酶改良膨胀土物理力学特性。本章研究了生物酶改良膨胀土的液限、塑限、标准吸湿含水率、击实性质、压缩特性、剪切特性等，并且与水泥、石灰改良膨胀土进行了对比分析。研究表明，生物酶掺加量为3%～5%时能有效改善膨胀土的胀缩特性。对于标准吸湿含水率、压缩特性、抗剪切能力等指标，生物酶改良效果优于生石灰和水泥。 第5章为生物酶改良膨胀土非线性弹性本构模型。本章建立了生物酶改良膨胀土Duncan-Chang模型，通过三轴固结排水剪切试验拟合了Duncan-Chang模型各相关参数，并且研究了生物酶改良膨胀土应力-应变关系的归一化线性特性；建立了生物酶改良膨胀土的模型，通过等向固结排水试验、等p三轴固结排水剪切试验，分析了模型参数与生物酶掺量的相关关系，并且建立了基于扰动状态理论的修正模型。 第6章为生物酶改良膨胀土弹塑性本构模型。本章以修正剑桥模型、魏汝龙模型理论框架为基础，研究了生物酶改良膨胀土的单屈服面弹塑性本构关系，并且基于扰动理论对修正剑桥模型、魏汝龙模型的参数进行修正，建立了各有关参数与生物酶掺量之间的函数关系式。以殷宗泽模型为基础，研究了生物酶改良膨胀土双屈服面弹塑性本构关系，研究了生物酶改良膨胀土弹性变形、剪缩屈服面、剪胀屈服面、破坏线的演化规律。此外，以“南水”模型为基础，分析了生物酶改良膨胀土双屈服面弹塑性本构关系，并且基于轴应变、体积应变近似双曲线的特征，修正了“南水”模型中切线体积比ut的确定方法。

暂缺《膨胀土改良方法及生物酶改良膨胀土的本构关系》作者简介

第1章益娄高速公路沿线膨胀土概况
1.1膨胀土分布概况
1.2膨胀土的判别
1.3膨胀土物理力学指标
1.4膨胀土无荷膨胀特性
1.5膨胀土的压缩特性
1.6膨胀土的次固结流变本构模型
1.7本章小结

第2章益娄高速公路路基膨胀土处治方法
2.1概述
2.2砂石类材料改良膨胀土
2.3生石灰改良膨胀土
2.4生石灰改良膨胀土非线性蠕变本构模型
2.5复合改良材料的配合比
2.6本章小结

第3章益娄高速公路膨胀土路基施工工艺
3.1膨胀土路基处治方案
3.2施工控制指标
3.3现场试验
3.4施工指南
3.5本章小结

第4章生物酶改良膨胀土物理力学特性
4.1概述
4.2试验方案
4.3物理特性
4.4膨胀特性
4.5力学特性
4.6本章小结

第5章生物酶改良膨胀土非线性弹性本构模型
5.1概述
5.2基于Duncan-Chang模型的非线性弹性本构模型
5.3基于K-G模型的非线性弹性本构模型
5.4本章小结

第6章生物酶改良膨胀土弹塑性本构模型
6.1概述
6.2单屈服面模型
6.3双屈服面模型
6.4“南水”模型
6.5本章小结

参考文献