膨胀土的改良技术与工程应用

本书是作者及其课题组多年在膨胀土改良与工程应用方面进行的系统科研工作的总结。主要内容包括中国膨胀土的分布、结构特征和对交通工程的危险论述，系统总结了石灰改良膨胀土工程施工工艺、质量控制标准、现场质量检测方法和室内物理力学性质试验方法。其研究成果使得石灰改良膨胀土在高速公路路基施工中得到广泛应用，形成的系统施工工艺已申报国家施工工法。书中系统介绍了作者提出的膨胀土化学改良发明专利的内容及改良膨胀土的物理力学性质和水稳定性试验成果，提出了考虑土体初始含水率和不同工程填土的平衡含水率的膨胀土层胀缩变形计算方法，该计算方法的合理性已经得到实际工程观测成果的检验。 本书可供岩土工程领域的科学工作者和交通、水利行业的科学技术人员参考，也可作为高等院校岩土工程专业研究生和交通、水利学科本科生的教学参考书或教材。
本书是作者及其课题组多年在膨胀土改良与工程应用方面进行的系统科研工作的总结。主要内容包括中国膨胀土的分布、结构特征和对交通工程的危险论述，系统总结了石灰改良膨胀土工程施工工艺、质量控制标准、现场质量检测方法和室内物理力学性质试验方法。其研究成果使得石灰改良膨胀土在高速公路路基施工中得到广泛应用，形成的系统施工工艺已申报国家施工工法。书中系统介绍了作者提出的膨胀土化学改良发明专利的内容及改良膨胀土的物理力学性质和水稳定性试验成果，提出了考虑土体初始含水率和不同工程填土的平衡含水率的膨胀土层胀缩变形计算方法，该计算方法的合理性已经得到实际工程观测成果的检验。
本书可供岩土工程领域的科学工作者和交通、水利行业的科学技术人员参考，也可作为高等院校岩土工程专业研究生和交通、水利学科本科生的教学参考书或教材。

第一章 膨胀土的分布和地质成因
1.1 概论
1.1.1 膨胀土的定义
1.1.2 膨胀土的主要物理力学特征
1.2 工程建设中的膨胀土问题
1.2.1 膨胀土的分布及其地质成因
1.2.2 工程建设中的膨胀土问题
1.2.3 高速公路建设中需要解决的膨胀土问题
1.3 中国主要省区膨胀土分布与工程特性
1.3.1 广西壮族自治区
1.3.2 云南省
1.3.3 湖北省
1.3.4 河南省
1.3.5 江苏省
1.3.6 湖南省
1.3.7 四川省
1.3.8 陕西省
参考文献
第二章 膨胀土的性质及其对高速公路工程的危害性
2.1 膨胀土的胀缩机理
2.2 膨胀土的特性
2.2.1 膨胀土的结构特性
2.2.2 膨胀土的变形特性
2.2.3 膨胀土的强度特性
2.3 膨胀土的工程危害
2.3.1 概述
2.3.2 高速公路建设中的膨胀土问题
参考文献
第三章 石灰改良膨胀土的机理和施工工艺
3.1 常用的膨胀土地基处理方法
3.1.1 换土法
3.1.2 湿度控制法
3.1.3 桩基础
3.1.4 化学改良
3.2 石灰改良膨胀土机理分析
3.2.1 离子交换
3.2.2 凝硬反应
3.2.3 碳化作用
3.2.4 胶结作用
3.3 石灰改良膨胀土施工工艺
3.3.1 概述
3.3.2 石灰与膨胀土的拌和方法
3.3.3 路拌法的“二次掺灰”工艺
3.3.4 影响石灰改良土压实效果和强度的因素
3.4 石灰改良膨胀土碾压质量控制标准研究
3.4.1 概述
3.4.2 室内击实试验简介
3.4.3 不同击实试验方法取得的不同结果
3.4.4 宁淮高速公路石灰改良膨胀土碾压质量控制标准
3.4.5 现场碾压试验成果
3.4.6 结论
3.5 石灰改良膨胀土灰剂量检测标准研究
3.5.1 概述
3.5.2 规范灰剂量检测方法介绍
3.5.3 灰剂量检测方法存在的问题
3.5.4 石灰改良膨胀土灰剂量检测方法的改进
3.5.5 现场试验段路堤填土的灰剂量检测成果
3.5.6 国内其他工程试验资料分析
3.6 工程实例
3.6.1 两次掺灰比例的优化
3.6.2 碾压前土块大小控制标准
3.6.3 第一次掺灰到碾压等待时间的长短对压实效果的影响
3.6.4 填土含水率的控制标准
3.6.5 现场碾压工艺研究
参考文献
第四章 石灰改良膨胀土的物理力学性质
4.1 石灰改良膨胀土的合理掺灰量研究
4.1.1 概述
4.1.2 合理灰剂量的确定方法
4.1.3 石灰改良膨胀土合理灰剂量的确定方法
4.2 动荷载作用下石灰改良膨胀土的强度特性
4.2.1 概述
4.2.2 动荷载作用下的强度试验设计
4.2.3 试验成果
4.2.4 结论
4.3 石灰改良膨胀土的微观结构
4.3.1 概述
4.3.2 试验方法
4.3.3 试验结果分析
参考文献
第五章 有机化合物改良膨胀土的性质研究
5.1 有机化合物改良剂改良膨胀土的机理
5.1.1 概述
5.1.2 有机阳化学改良剂改良膨胀土机理
5.2 CTMAB改良膨胀土的试验研究
5.2.1 概述
5.2.2 CTMAB改良膨胀土填料试验方案
5.2.3 改良前后土体的膨胀性的对比分析
5.2.4 小结
5.3 CTMAB改良原状膨胀土的模拟试验研究
5.3.1 概述
5.3.2 试验研究方案
5.3.3 试验成果分析
5.3.4 试验结论
第六章 膨胀土路基胀缩变形计算
6.1 概述
6.2 膨胀土发生胀缩变形的力学条件
6.2.1 膨胀土膨胀变形计算的基本方程
6.2.2 高速公路膨胀土地基膨胀变形计算的边界条件
6.2.3 高速公路膨胀土地基竖向膨胀变形计算公式
6.2.4 膨胀土地基应力各向异性膨胀变形规律讨论
6.3 膨胀土地基的膨胀变形分析
6.3.1 现行规范中规定的计算方法
6.3.2 改进的膨胀土膨胀变形计算方法
6.3.3 膨胀变形计算方法的适用性
6.4 高速公路膨胀土地基膨胀变形计算
6.4.1 计算剖面的基本情况
6.4.2 有荷膨胀率试验
6.4.3 宁淮高速公路膨胀土地基膨胀变形量计算
6.5 宁淮高速公路膨胀土地基膨胀变形现场测量
6.5.1 沉降板埋设
6.5.2 膨胀土地基隆起变形分析
6.5.3 结论
6.6 膨胀土填筑路堤的膨胀变形分析
6.6.1 概述
6.6.2 采用压实膨胀土填筑路堤时的路堤膨胀变形计算
6.6.3 结论
参考文献

第一章 膨胀土的分布和地质成因
1.1 概论
膨胀土是在自然地质过程中形成的一种具有多裂隙和显著胀缩特性的特殊性黏土。其黏粒成分主要由亲水性黏土矿物（主要是蒙脱石和伊利石等）组成，具有超固结性、多裂隙性、遇水膨胀、失水收缩开裂且反复变形等特殊工程性质，与一般黏性上显著不同。由于膨胀土具有多裂隙性以及土体中裂隙的杂乱分布，膨胀土对建筑物产生的变形破坏作用往往伴有长期潜在危险的特点。膨胀土的不良工程特性导致的工程问题或地质灾害的频繁发生及其在世界各国的广泛分布，使得膨胀土问题成为困扰各类浅表层轻型工程建设的全球性技术难题，也是当今岩土工程和工程地质领域中世界性的重大工程问题之一。
1.1.1 膨胀土的定义
关于膨胀土的定义曾在第二次国际膨胀土研究会议上有过讨论，结论是膨胀土是一种对于环境变化，特别是对于湿热变化非常敏感的土，其反映是发生膨胀和收缩，产生膨胀压力。影响土的膨胀性的主要矿物是蒙脱石。
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