第1章益婁高速公路沿線膨脹土概況

1.1膨脹土分布概況

1.2膨脹土的判別

1.3膨脹土物理力學指標

1.4膨脹土無荷膨脹特性

1.5膨脹土的壓縮特性

1.6膨脹土的次固結流變本構模型

1.7本章小結

第2章益婁高速公路路基膨脹土處治方法

2.1概述

2.2砂石類材料改良膨脹土

2.3生石灰改良膨脹土

2.4生石灰改良膨脹土非線性蠕變本構模型

2.5復合改良材料的配合比

2.6本章小結

第3章益婁高速公路膨脹土路基施工工藝

3.1膨脹土路基處治方案

3.2施工控制指標

3.3現場試驗

3.4施工指南

3.5本章小結

第4章生物酶改良膨脹土物理力學特性

4.1概述

4.2試驗方案

4.3物理特性

4.4膨脹特性

4.5力學特性

4.6本章小結

第5章生物酶改良膨脹土非線性彈性本構模型

5.1概述

5.2基於Duncan-Chang模型的非線性彈性本構模型

5.3基於K-G模型的非線性彈性本構模型

5.4本章小結

第6章生物酶改良膨脹土彈塑性本構模型

6.1概述

6.2單屈服面模型

6.3雙屈服面模型

6.4“南水”模型

6.5本章小結

參考文獻

    本書以湖南省益陽至婁底高速公路膨脹土改良及路基施工工藝研究成果為基礎，以膨脹土的化學改良、物理改良以及復合改良為研究對像。全書分為兩大部分：部分（第1～3章）為該工程項目路基膨脹土改良方法及膨脹土施工工藝的研究。在這部分內容的研究中，采用多種無機材料對膨脹土進行改良對比試驗，從室內試驗到理論分析，再到現場試驗，綜合分析了生石灰改良膨脹土的可行性和可靠性，終提出了膨脹土路基的施工指南。第二部分（第4～6章）研究了生物酶作為膨脹土改良材料的可行性，以及生物酶改良膨脹土的非線性彈性本構模型、彈塑性本構模型。 第1章為益陽至婁底高速公路沿線膨脹土分布調研。通過對該工程項目沿線膨脹土分布情況的詳細調研，對取回的試驗土樣開展了一繫列的室內試驗，測定其相關的物理力學指標，並且對土樣的膨脹潛勢進行了分類。通過一維長期固結試驗，研究了膨脹土的次固結特性，建立了益婁高速膨脹土的次固結流變本構模型。分析了含水率、干密度、固結壓力對膨脹土的次固結繫數的影響規律。通過正交分析法，對上述三個參數的敏感性進行了分析。 第2章為膨脹土處治方法。本章研究了石屑、中粗砂作為膨脹土物理改良材料的可行性以及改良材料的摻量；研究了水泥 石屑、石灰 石屑對膨脹土進行復合改良的可行性以及改良材料的摻量；研究了采用生石灰、粉煤灰、煤渣、中粗砂對膨脹土進行綜合改良的可行性，提出了塑性指數、標準吸濕含水率、自由膨脹率減少率，與四種改良材料摻量、養護時間、養護溫度等的函數關繫，從而可以定量計算出膨脹土改良中四種改良材料的摻量；針對生石灰改良膨脹土的物理性質、脹縮性質和強度性質等開展研究，提出生石灰改良膨脹土路基施工工藝參數；通過研究生石灰改良膨脹土的長期壓縮特性，提出生石灰改良膨脹土的非線性蠕變本構模型。 第3章為膨脹土路基施工工藝。提出了采用包邊法處治膨脹土路基的施工工藝以及施工指南。路堤包邊厚度應根據外界氣候的變化進行確定，需要綜合考慮項目所在地的大氣影響深度、干濕循環的裂隙深度、膨脹土改良材料、膨脹土地基防排水條件等的影響。生石灰改良膨脹土包邊法效果，需長時間觀測纔能確定。為確定合理的處治方案，引入離心模擬試驗驗證包邊厚度處治效果。 第4章為生物酶改良膨脹土物理力學特性。本章研究了生物酶改良膨脹土的液限、塑限、標準吸濕含水率、擊實性質、壓縮特性、剪切特性等，並且與水泥、石灰改良膨脹土進行了對比分析。研究表明，生物酶摻加量為3%～5%時能有效改善膨脹土的脹縮特性。對於標準吸濕含水率、壓縮特性、抗剪切能力等指標，生物酶改良效果優於生石灰和水泥。 第5章為生物酶改良膨脹土非線性彈性本構模型。本章建立了生物酶改良膨脹土Duncan-Chang模型，通過三軸固結排水剪切試驗擬合了Duncan-Chang模型各相關參數，並且研究了生物酶改良膨脹土應力-應變關繫的歸一化線性特性；建立了生物酶改良膨脹土的模型，通過等向固結排水試驗、等p三軸固結排水剪切試驗，分析了模型參數與生物酶摻量的相關關繫，並且建立了基於擾動狀態理論的修正模型。 第6章為生物酶改良膨脹土彈塑性本構模型。本章以修正劍橋模型、魏汝龍模型理論框架為基礎，研究了生物酶改良膨脹土的單屈服面彈塑性本構關繫，並且基於擾動理論對修正劍橋模型、魏汝龍模型的參數進行修正，建立了各有關參數與生物酶摻量之間的函數關繫式。以殷宗澤模型為基礎，研究了生物酶改良膨脹土雙屈服面彈塑性本構關繫，研究了生物酶改良膨脹土彈性變形、剪縮屈服面、剪脹屈服面、破壞線的演化規律。此外，以“南水”模型為基礎，分析了生物酶改良膨脹土雙屈服面彈塑性本構關繫,並且基於軸應變、體積應變近似雙曲線的特征，修正了“南水”模型中切線體積比ut的確定方法。