（道路与铁道工程专业论文）降雨条件下膨胀土路堤不均匀变形分析.pdf

摘要 膨胀土工程问题是我国公路建设中遇到的一大技术难题。由于膨胀土的强胀 缩性、多裂隙性以及干湿循环后强度降低等不良工程特性经常导致膨胀士边坡的 各种失稳破坏以及膨胀土地区的路面出现开裂、不均匀隆起等病害，对公路工程 造成极大的经济损失。目前我国西部的公路交通事业正处于大力发展时期，而西 部的一些省份又是膨胀士危害最为严重的地区，因此膨胀士工程问题已成为我国 西部公路建设中亟待解决的技术难题之一。 本文结合南友路路堤试验段修筑的处治膨胀土路堤，分析全填膨胀土路堤与 各种处治路堤在降雨条件下的不均匀变形，并在此基础上进行路面结构的力学响 应分析以及路堤边坡的稳定性分析。主要内容如下： 1 ) 以路堤施工完成时的状态作为初始状态，运用非饱和土渗流理论分析膨胀 土路堤在降雨条件下瞬态渗流，得到降雨后路堤中的压力水头和体积含水量分布。 并根据湿度场的变化范围初步确定南友路膨胀土路堤受大气影响的深度。 2 ) 根据膨胀士路堤瞬态渗流分析的结果，进行膨胀土路基与路面结构的协调 变形分析。运用湿度应力场理论计算膨胀土路堤的不均匀增湿变形，得到路堤顶 面的不均匀竖向变形以及边坡坡面侧向位移。并分柝路面结构对膨胀土路堤顶面 不均匀竖向变形的力学响应。 3 ) 根据膨胀土路堤不均匀增湿变形分析得到的应力、应变结果，以及 m o h r c o u l o m b 强度准则对膨胀土路堤边坡的稳定性进行分析。 关键词：膨胀土，路堤，渗流，湿度应力场，协调变形，边坡稳定性分析 a b s t r a c t t h ee n g i n e e r i n gp r o b l e mi n d u c e db ye x p a n s i v es o l lisat e c h n i c a l b o t t l e n e c ki nh i g h w a yc o n s t r u c t i o ni no u rc o u n t r y b e c a u s ee x p a n s i v es o l l s h a v es t r o n ge x p a n s i v ea n ds h r i n k a g ec h a r a c t e r i s t i c ，m u t i c r e v i c ea n d s t r e n g t hr e d u c e db yd r y - w e tc i r c u l a t i o n ，s l o p e si ne x p a n s i v es o i l so f t e n l o s es t a b i l i t y ，a n dt h ep a v e m e n to f t e nc r a c ka n dt u r no nd i f f e r e n tr i s i n g 。 t h e s ed i s e a s ec a u s eg r e a te c o n o m i cl o s s e st ot h eh i g h w a ye n g i n e e r i n g a t p r e s e n t ，t h eh i g h w a yc o m m u n i e a t i o ni nt h ew e s to fo u rc o u n t r yi s i n e n e r g e t i c a ld e v e l o p i n gp e r i o d ，a n ds o m ew e s t e r np r o v i n c e sa r et h em o s t s e r i o u sa r e ao fe x p a n s i v es o i l ，s oe x p a n s i v es o ile n g i n e e r i n gp r o b l e m sh a v e a l r e a d yb e c o m eo n eo ft h et e c h n o l o g i c a ld i f f i c u l tp r o b i e m sd e m a n d i n g p r o m p ts o l u t i o ni nr o a dc o n s t r u c t i o ni nt h ew e s to fo u rc o u n t r y i nt h i sp a p e rc o m b i n i n gt h et e s t e de m b a n k m e n ti nn a n y o ue x p r e s s w a y ，t h e d i f f e r e n t i a ld e f o r m a t i o n so ft h ee m b a n k m e n t sa 1 1f i l l e db ye x p a n s i r es o l l a n dv a r i o u sk i n d so ft r e a t e de m b a n k m e n t su n d e rt h er a i n f a llc o n d i t i o na r e a n a l y z e d b a s e do nt h er e s u l t s ，t h es t a b i l i t yo ft h es l o p ea n dr o a d s m e c h a n i c sr e s p o n s ea r ei n v e s t i g a t e d t h em a i nc o n t e n to ft h i sp a p e ra s f o l l o w l n g ： 1 ) u s i n gn o n s a t u r a t e ds o ili n f l u e n tt h e o r yt oa n a l y s et h et r a n s i e n t i n f l u e n ti nt h ee x p a n s i v es o i le m b a n k m e n tu n d e rr a i n f a l l ，a n do b t a i nt h e d i s t r i b u t i o no fw a t e rp r e s s u r ea n dv o l u m e t r i cw a t e ri nt h ee m b a n k m e n t 2 ) a c c o r d i n gt ot h ea n a i y s i so ft r a n s i e n ti n f l u e n ti ne x p a n s i v es o i l e m b a n k m e n t ，t h ec o m p a ti b l ed e f o r m a ti o nb e t w e e nt h ee x p a n ds o i1e m b a n k m e n t a n d t h ep a v e m e n t u p o n i th a v e b e e na n a l y z e d t h e e x p a n s i v es o il e m b a n k m e n t sd i f f e r e n t i a ld e f o r m a t i o ni sc a l c u l a t e db yu s i n gh u m i d i t y s t r e s sf i e l dt h e o r y ，a n dt h ep a v e m e n t sm e c h a n i c sr e s p o n s ei sa l s o r e s e a r c h e d 3 ) a c c o r d i n gt ot h ec a l c u l a t i o no ft h ee x p a n s i v es o ile m b a n k m e n t s d i f f e r e n t i a ld e f o r m a t i o n ，t h es t a b i l i t yo ft h es l o p ei ne x p a n s i v es o i l i sa n a l y z e db yu s i n gm o h r - c o u l o m bs t r e n g t hc r i t e r i o n k e yw o r d s ：e x p a n s i v es o i l ，e m b a n k m e n t ，i n f l u e n t ，h u m i d i t ys t r e s sf i e l d ， c o m p a t i b l ed e f o r m a t i o n ，s l o p es t a b i l i t ya n a l y s i s 长沙理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得 的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个 人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承 担。 作者签名：e t 期：2 0 0 5 年月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密口。 ( 请在以上相应方框内打“4 ”) 作者签名： 导师签名： 硷 采生 船卅 j 日期：2 0 0 5 年s 月钿 日期：2 0 0 5 年，月，石日 1 1 膨胀土问题的提出 第一章绪论 膨胀土问题是浅表层轻型工程建设的全球性技术难题，由于其不良工程特性 导致的工程问题或地质灾害在世界各国频繁发生，膨胀土及其工程问题一直是当 今岩士工程和工程地质领域中世界性的重大工程问题之一。虽经半个多世纪的广 泛深入研究，但至今在各国的工程建设中膨胀土引起的工程问题仍时有发生，并 造成巨大的经济损失“”。我国西部一些省份是膨胀土危害最为严重的地区之一。 对交通部网上发布的规划建设中的国道主干线及西部八条省际区域路网沿线地质 条件进行分析与预测，初步可确定西部拟建的2 1 0 0 d k m 公路里程中有近3 3 0 0 k m 路段穿越膨胀土地区1 ，因此膨胀土地质灾害已成为西部公路建设中最突出的工 程问题之一。 1 2 膨胀土问题的国内外研究概况 1 2 1 综述 膨胀土是一种典型的非饱和，除具有一般粘土的物理化学性质外，还有其 它些区别于一般粘土的重要特性，主要是强亲水性、多裂隙性、强胀缩性以及 干湿循环条件下的强度衰减特性“1 。这些性质从不同角度反映了膨胀土的特殊性 质规律，构成了膨胀土区别于其它土类的独有工程特性，它们是对膨胀土进行工 程地质评价的主要技术指标，也是膨胀土地区工程建设所必需考虑的重要因素。 工业发达国家对膨胀士的研究始于2 0 世纪4 0 年代，至今已召开过八届国际 膨胀土学术研讨会，提出了数以百计的研究成果。主要匿绕土性判定、膨胀土的 物质成分及工程特性、室内外试验方法、膨胀土改良技术等方面。膨胀土是一类 特殊非饱和土，对膨胀土吸水膨胀、失水收缩的变形行为用经典的土力学理论已 无法作出合理的解释，于是近年来人f 1 开始将非饱和土土力学的基础理论之的 土吸力理论应用于膨胀土学的研究与工程实践，九十年代以来国际膨胀土研讨会 被非饱和土会议所取代，并分别在巴黎、北京召开了两届国际非饱和土学术研讨 会。此外分形几何的应用对研究膨胀土的成因类型、分类、膨胀性、吸力和强度 等参数开创了新技术思路，非线性有限元等数值分析方法也用来进行膨胀土边坡 稳定性分析，各种新型土工合成材料应用于膨胀土路基边坡防护与加固也开展了 一些工作，同时配合离心模型试验加以验证。 我国6 0 年代才开始将膨胀土作为一种特殊土加以研究，主要是在铁路、水利、 工业民用建筑及地质部门开展。铁道部门于九十年代初结合南昆铁路修建，组织 全路攻关开展了大量的研究工作，水利部门结合南水北调中线工程也系统开展了 膨胀土渠堤稳定性研究。九十年代以来，公路部门结合高等级公路修建对膨胀土 路基问题开展过一些零星的研究，重点是对膨胀土作填料的化学处理( 改性) 方 法研究。这其中以交通部公路科学研究所与江苏宁连线合作开展的工作为代表。 此外，长沙交通学院与广西、云南两省公路科研部门合作，在两省公路修建中对 遇到的膨胀土闯题开展了一些研究。1 9 9 2 1 9 9 5 年进行南宁地区膨胀土成因、物 质成分与工程性质、膨胀土地区路基破坏类型、特点及原因分析以及路基病害处 理及防护措施研究，提出了一套以封闭为主的膨胀路基设计方法。1 9 9 6 1 9 9 8 年，开展了“云南高原高等级公路膨胀土路基加固技术研究”，第一次采用土工 格网加周高速公路膨胀土路基边坡，直接用中强膨胀土填筑高路堤试验段获得了 成功，并初步提出设计方法及施工技术和工艺。 1 2 2 膨胀土的膨胀变形特性 膨胀土主要由强亲水粘土矿物蒙脱石和伊利石组成，吸水时有体积增大的趋 势，表现出强烈的膨胀特性，如果土体体积增大过程中膨胀受到制约，则在土体 中显示一定的内应力以企图突破外界的约束，一般称这种应力为膨胀力“1 。当膨 胀土失水时，体积则会缩小，并伴随有收缩应力的产生，当失水剧烈时土体还会 产生裂隙。从而为雨水的入渗提供了通道，加剧了膨胀土的吸湿能力。 1 ) 膨胀体积膨胀量及其影响因素 现有的膨胀士性状的研究文献已表明，土的性质影响其体积膨胀量。不同的 干密度和初始含水量的样具有不同的结构，也就有不同的体积膨胀量。i t o l t s 和g ib b s ( 1 9 5 6 ) 归纳了初始含水量和干密度对压实膨胀土总膨胀量的影响，认为， 当初始含水量降低或者初始干密度增大时，总膨胀量都增加“”。柯尊敬( 1 9 8 0 ) 通过膨胀土胀缩特性试验的研究发现，对于相同初始千密度的击实土样，随着初 始含水量的降低，总膨胀量增加；对于相同初始含水量的击实士样，则随着初始 干密度的增加，总膨胀量增加。c h e n ( 1 9 8 8 ) 研究了初始含水量和干密度对压实 膨胀土的总膨胀量的影响，对美国科罗拉多州丹佛市的膨胀土进行了自由膨胀试 验，也得到了类似的试验结果n 3 。黄庚祖通过室内压实膨胀土的膨胀变形试验得 到了膨胀量占。与初始含水量之间的直线关系式“1 ： 0 = - a l o ) 0 + b i ( 1 - 1 ) 式中口i ，b 。是反映膨胀土变形特征的土性参数，它们随干密度的增加而增大。 除了初始千密度和含水量之外，膨胀土总的膨胀量还与施加于士体上的荷载 有关。试验结果表明，随着上覆压力的增加，总膨胀蠡减小“。所以，对膨胀土 施加足够的荷载就能够有效地抑制膨胀土的膨胀变形。河海大学的徐永福得到了 膨胀量占。与压力p 之间的回归关系式，如下： r p p 、 l g 占p = 一口2 l 捌半i + 6 2 ( 1 2 ) oa t 式中圪为大气应力：a 2 ，b 2 为反映膨胀变形特征的土性参数。其中吻随初始含水 量增加而增大，随土体干密度的增加而减小；b 2 随初始含水量增加而减小，随土 体干密度的增加而增大“1 。 需要特别指出的是，压实膨胀土的膨胀性要比原状土显著得多。柯尊敬 ( 1 9 8 1 ) 比较系统地研究了我国部分地区的原状膨胀土样与重塑土样的膨胀性， 通过室内的膨胀特性试验结果对比发现重塑土样的膨胀量普遍大于原状土样的膨 胀量。韩会增等人( 1 9 9 6 ) 对南昆线膨胀土的原状土样、重塑土样和粉碎后压实 土样分别进行了膨胀性试验，发现在相同压力作用下，原状士样的膨胀量最小， 重塑土次之，粉碎压实土最大“1 。南京大学的施斌分析了湖北郧县膨胀士压实土 样的微观结构图像。发现在压实过程中，土体的微观结构发生了一系列变化“1 。 可见，压实膨胀土虽然改变了膨胀土的原状结构，但并未改善它的膨胀性能。所 以，在膨胀土填筑的路基中，要特别注意潜在的膨胀变形对路基稳定性的影响。 2 ) 膨胀力的研究 膨胀土吸水体积膨胀时若受到外界的限制，就会在土体内部产生较大的内应 力，这就是人们通常称之的膨胀力。膨胀土的膨胀力与膨胀量有明显的相关关系： 膨胀量越大，则膨胀力越大。我国气 j + 重力作用下膨胀士踌堤_ 边 坡不均匀变形 + 重力与湿度葡戴作用下蓐 胀土路堤边垃不均匀奎彤 + 漫度荷载引起的膨酝土路 丁i 堤不均匀变形 l u 夕 ( b ) 全填膨胀土 图6 3 膨胀士路堤( k 1 3 5 + 4 6 0 ) 边坡坡面侧向位移 6 3 2 膨胀土路堤边坡稳定性分析方法 本文在膨胀主路堤渗流分析和增湿变形分析的基础上，进行膨胀土路堤边坡 的稳定性分析。由有限元分析褥到边坡土体的应力、变形分布状况，根据 m o h r - c o u l o m b 强度准则判断边坡土体可能出现的剪切破坏区。为简化起见，对土 体单元在最大剪应力平面的受力状态进行极限平衡分析，并以此作为判定土体达 到极限平衡状态的依据。由土力学可知土体中某点在最大剪应力平面的法向应力 盯。和剪应力q 分别为： 仃。= 丑 ( 6 4 ) f 。：巳二! ! ( 6 5 ) ” 2 其中q 和吒分别为第一和第三主应力。最大剪应力平面的抗剪强度f ，为： f ，= c ，q - t a i l 庐 ( 6 6 ) 根据。与抗剪强度f ，的比较可判断该点所处的状态： 乃 f ，( 在破坏线上方) 破坏( 或称塑性破坏) r 借鉴极限平衡法对边坡稳定性系数的定义，若定义l | = z ，则可根据七值判 白 断该点是否已进入塑性破坏区： 七 i ( 在破坏线以下)安全( 或称弹性平衡) 七= l ( 在破坏线上)临界状态( 或称极限平衡) 七 l ( 在破坏线上方)破坏( 或称塑性破坏) 通过渗流分析获得边坡中体积含水量的分布，根据不同体积含水量时膨胀土 的粘聚力、内摩擦角以及增湿变形分析得到的路堤应力、变形结果分析边坡的稳 定性并可用_ j 的等值线反映边坡安全程度的分布情况。 6 3 3 考虑雨水入渗影响的膨胀土路堤边坡稳定性分析 膨胀土的粘聚力和内摩擦角都随含水量的增加而降低，但内摩擦角随含水最 的增加降低得很小，因此可取常值。根据常规的室内直剪试验得到南友路膨胀土 在不同体积含水最时的总粘聚力见图6 4 ，试验得到的平均内摩擦角为0 2 7 ( 弧 度) 。粘土和碎石土的c 、值参考相关资料分别取为3 0 k p a 、0 4 2 ( 弧度) 和i o k p a 、 0 7 0 ( 弧度) 。 根据第三章膨胀土路堤渗流分析和第五章膨胀土路堤增湿交形分析的结果 得到各试验路段处治路堤与全填膨胀土路堤边坡中七的分布如图6 4 、6 5 和6 6 所示可见在降雨条件下，各膨胀土路堤中坡角处的七值均展小，因此坡角是边 坡强度最薄弱的地方；同时边坡表层的k 值较小，且距离坡表越深k 值愈大，这 从一定程度上解释了膨胀土边坡破坏的浅层性。 1 ) 粘土包边膨胀土路堤试验路段的处治路堤与相应的全填膨胀土路堤边坡 中k 的分布如图6 5 所示。可见处治路堤边坡的安全程度较高，k 值都大于1 ：而 全填膨胀士路堤边坡的安全程度较小，坡角处的k 值有一部分小于1 ，有可能出 现失稳破坏。 2 ) 由图6 6 可明显看出土工格栅包边处治膨胀土路堤边坡的安全程度较相 应的全填膨胀土路堤边坡高。但二者均在坡角处有一小部分区域的k 值小于l ， 有可能产生局部失稳破坏。 3 ) 图6 7 反映了碎石士夹层、土工格栅包边处治路堤与相应的全填膨胀土 路堤边坡中k 值的分布情况。由图6 7 ( b ) 可知处治路堤边坡中的k 值较小，但由 于k 的等值线水平分布，且边坡3 5 m 宽度内铺有土工格栅，因此不大可能出现滑 坡现象。相应的全填膨胀土路堤边坡中k 的等值线顺坡面分布，最小值位于坡角 处。因此，雨水入渗有可能首先诱发坡角产生失稳破坏。 、 。 0 3 60 3 80 4 0 0 4 2 0 4 4 0 4 6 体积含水量 图6 4 不同体积含水量时膨胀土的粘聚力 ( 8 ) 粘土包边 m m 啪啪m m 5 ；阳 o d i d ( b ) 全填膨胀土 图6 5 膨胀土路堤( 桩号：k 1 3 3 + 7 2 0 ) 边坡k 的分布 ( a ) 士工格栅包边 ( b ) 全填膨胀土 图6 6 膨胀土路堤( a k 2 + 4 0 0 0 8 ) 边坡k 的分布 ( a ) 碎石土夹层、土工格栅包边 ( b ) 全填膨胀土 图6 7 膨胀土路堤( k 1 3 5 + 4 6 0 ) 边坡k 的分布 5 4 本章主要结论 本章在膨胀土路堤渗流分析和不均匀增湿变形分析的基础上进行膨胀土路 堤边坡的稳定性分析，得到了以下结论： 1 ) 在膨胀土路堤不均匀增湿变形分析的基础上得到各试验路段处治路堤与 全填膨胀土路堤边坡表面的侧向位移分布情况。由于全填膨胀土路堤的不均匀增 湿现象使得边坡在路堤顶面1 m 范围内出现了内缩现象。 r 2 ) 定义k = 工，根据路堤边坡中k 的分布情况判定边坡的安全程度。全填膨 h 胀土路堤边坡中k 的等值线顺坡面分布，且边坡浅层的k 值较小，最小值位于坡 角处。因此坡角是边坡最危险的地方，在雨水作用下有可能首先产生失稳破坏。 粘土包边处治路堤中的k 值较大，说明边坡稳定性较强。士工格栅包边路堤边坡 除坡角处的k 值较小外，其它地方的k 值都较大。碎石土夹层、土工格栅包边处 治路堤虽然边坡中的k 值较小，但由于k 的等值线水平分布，且边坡中有土工格 栅加筋，因此不会产生较大位移。 第七章结论 7 1 本论文的主要研究成果 本文对南友路路堤试验段修筑的各种处治膨胀土路堤和相应的全填膨胀土 路堤进行降雨条件下的瞬态渗流分析。根据路堤渗流分析的结果，运用湿度应力 场理论进行膨胀土路堤与路面结构的协调变形分析，并在此基础上分析膨胀土路 堤边坡的稳定性。主要研究成果如下： i ) 以膨胀土路堤施工完成时的状态作为初始状态，运用非饱和土渗流理论 对各种处治路堤与相应的全填膨胀士路堤进行降雨条件下的瞬态渗流分析，得到 了降雨7 2 小时后路堤压力水头和体积含水量分布。根据膨胀土路堤瞬态渗流分析 的结果可初步确定南友高速公路膨胀土路堤受大气影响的深度为2 9 3 3 6 5 m 。 2 ) 提出应用湿度应力场理论分析膨胀土路堤的增湿变形。并根据自由膨胀 试验和有荷膨胀量试验得到了南友高速公路膨胀土路堤试验路所用膨胀土的变形 模量和湿度膨胀系数，指出其变形模量与膨胀土上覆压力和湿度状态有关，而湿 度膨胀系数与膨胀土的湿度状态有关。 3 ) 根据膨胀土路堤渗流分析的结果，运用湿度应力场理论对各试验路段的 处治路堤和相应的全填膨胀土路堤进行不均匀增湿变形的非线性有限元分析，得 到湿度荷载作用下膨胀土路堤顶面的竖向不均匀变形以及边坡表面的侧向位移情 况。结果表明全填膨胀土路堤由于湿度的不均匀变化，路堤顶面将产生较大的差 异变形，且边坡在路堤项面1 m 范围内出现了内缩现象。各处治以后的膨胀土路堤 不均匀增湿变形均较小，因此处治效果比较明显。 4 ) 分析了路面结构对膨胀路堤不均匀增湿变形的力学响应。全填膨胀土 路堤顶面由于湿度荷载引起的差异变形较大，使得路面结构的底基层和基层受较 大附加拉应力作用，有可能在路肩部位开裂。处治后的膨胀士路堤不均匀增湿变 形较小，路面结构的附加应力相应也小，不会出现开裂破坏。 5 ) 根据膨胀土路堤渗流分析和增湿变形分析确定路堤边坡的体积含水量和 应力、应变分布情况，并运用l i 【o h r - c o u l o m b 强度准则判断边坡各点所处的状态。 一 定义参数七= ! ，通过膨胀土路堤中1 的分布反映路堤边坡的安全程度。全填膨 胀土路堤边坡的浅层七值较小，最小的七值位于坡角处，因此坡角比较容易产生 浅层滑动。粘土包边和土工格栅包边处治路堤中| | 值的分布表明路堤边坡的安全 程度较高。碎石土夹层、土工格栅包边处治路堤中的值虽然较小，但女的等值 线水平分布，且边坡铺有土工格栅，因此边坡不会出现失稳破坏。 6 9 7 2 有待进一步深入研究的工作 非饱和膨胀土的性状是复杂多变的，膨胀土路堤在降雨条件下的瞬态渗流也 受降雨强度、降雨持时、边坡入渗率等诸多因素影响。本文基于目前国内外对非 饱和土研究的现状，利用已有的试验条件以及试验路现场资料对膨胀土路堤所作 的一些工作是初步的，还有待于进一步深入研究的工作如下： 1 ) 考虑裂隙的膨胀土路堤在降雨条件下的瞬态渗流分析。膨胀土路堤边坡表 面一般有裂隙分布，裂隙的雨水入渗率通常较大，因此膨胀土路堤的湿度场变化 范围在考虑裂隙的情况下要比不考虑裂隙的情况下广些。 2 ) 考虑干湿循环对膨胀土路堤的影响。膨胀土路堤湿度场不仅受大气降雨影 响，还受到大气蒸发的作用。膨胀土路堤在蒸发作用后再考虑雨水入渗的影响更 容易产生边坡的破坏以及路面结构的开裂。 3 ) 非饱和土渗流是一个多因素互相耦合的问题，其影响因素包括圃、液、气 相的体积比、土骨架变形、士中应力状态等，需要建立全面考虑上述因素的控制 方程并在已知边界条件下求解。 4 ) 日前，土一水特征曲线的测定主要沿用的是土壤学长期采用的压力板试验 方法，试验过程中既不能量测土体的变形，也不能旖加一定的围压或偏压力。因 此考虑干湿循环、应力历史和土体结构等因素对土一水特征曲线的影响还有待于 试验仪器的进一步改进和试验水平的不断提高。 5 ) 目前，湿度应力场理论还不是很完善，对膨胀士路堤增湿变形的分析也只 是在理论计算层面，有待于工程实践的迸一步验证。 致谢 本文是在导师周志刚教授的悉心指导下完成的。从师三载，导师渊博的学识、 严谨的治学态度、诲人不倦的学者风范，给我留下了深刻的印象，将使我受益终 生。导师崇高的人格和为科学、为事业奋斗终生的精神以及乐观的人生态度始终 激励着我。在此，谨向导师及其家人致以崇高的敬意和深深的感谢! 研究生学习期间，得到了公路工程学院杨和平教授、刘龙武副教授、韦秉旭 副教授、关宏信博士等的关心与帮助，在此向上述老师表示衷心的感谢和诚挚的 谢意l 三年来，学友张红波、傅博峰、周玉峰、吕松涛、张锐、黎薪容等在生活与 学习中给予了许多关照与鼓励，使我渡过了愉快的研究生生活，在此向他们表示 衷心的感谢l 研究生期间得到了公路工程学院、研究生部诸多领导和老师的关心与帮助， 在此一并表示感谢! 多年求学路上，一直得到父母、哥哥、弟弟的关爱与支持，他们给予的无尽 的爱是我前进的动力。谨以此文献给他们! 人生的路还很漫长，求学之路更无止境，在以后的日子里，我一定会以硕士 研究生期间的求学生活作为动力，继续努力，以实际行动来报答所有关心和支持 着我的人! 由于时间仓促，本人水平有限，文中缺点和错误在所难免，恳请各位批评指 正。 李康全 2 0 0 5 4 参考文献 1 h r t h o m a s ，s w r e e s ，“s e a s o n a lg r o u n dm o v e m e n ti nu n s a t u r a t e dc l a y ： a ne x a m i n a t i o no ff i e l db e h a v i o u r ”，g e o t e c h n i q u e ，1 9 9 4 ，4 4 ( 2 ) 2 w d r o b e r t t h ee f f e c to fe x p a n s i v es o i i st ol i g h ts t r u c t u r e e n v i r o n m e n t a la n de n g i n e e r i n gg e o s c i e n c e ，1 9 9 6 。2 “) ：5 8 9 5 9 5 3 郑健龙，杨和平中国公路膨胀土工程问题、研究现状及展望 c ，全国膨胀士 工程问题研讨会会议论文集，南宁，2 0 0 4 ，1 2 4 3 廖世文，膨胀土与铁道工程，北京：中国铁道出版社，1 9 8 4 5 3 c h e nf h f o u n d a t i o n so ne x p a n s i v es o i l m 3 u s a ：n e wy o r k e l s e v i e r s c i e n c ep u b l i s h e rbv ，1 9 8 8 6 秦禄生土工格栅在加固膨胀土路基边坡中的应用： 长沙理工大学硕士学 位论文 7 徐永福膨胀士的浸水规律河海大学学报1 9 9 8 ( 5 ) ：6 6 7 0 8 公路土工试验规程北京：人民交通出版社，1 9 9 3 9 f r e d l u n dd g ，r a h a r d j oh 非饱和土士力学北