膨胀土侧向膨胀力及其对重力式挡墙的作用（双语出版）

来源：中国血液净化杂志2018年第2期北京时间：

作者：张锐, 刘正楠, 郑健龙, 张博亚

单位：1. 长沙理工大学 公路养护技术国家工程实验室, 湖南 长沙 410114;2. 长沙理工大学 交通运输工程学院, 湖南 长沙 410114

摘要：为研究不同上覆荷载作用下的膨胀土侧向膨胀力及其对重力式挡墙稳定性的影响，在常规固结仪基础上，设计了一种侧向膨胀力试验装置和方法，揭示广西百色膨胀土侧向膨胀力随上覆荷载的变化规律；通过湿热气候长期作用下膨胀土路堤含水率变化的数值模拟，并结合侧向膨胀力试验结果，获得了路堤重力式挡墙静止时墙背侧向膨胀力随时间和深度的变化规律；根据试验间接得到的侧向膨胀力与侧向膨胀率的关系，分析了侧向膨胀力随墙后土体侧向膨胀量的变化及其对挡墙稳定性的影响。研究结果表明：在侧限和无荷条件下膨胀土浸水后仍会产生一定侧向膨胀力；上覆荷载在0~50 kPa，侧向膨胀力随其增大而显著增大，且大于相应上覆荷载；上覆荷载大于100 kPa后，侧向膨胀力增幅变小并趋于稳定；上覆荷载增至恒体积竖向膨胀力时，侧向膨胀力达到最大；湿热气候长期作用下，膨胀土路堤挡墙墙后土体含水率逐年增加，静止挡墙墙背侧向膨胀力的合力逐渐增大，作用点下移；第5年含水率变化趋于稳定，侧向膨胀力沿墙背分布近似为抛物线规律，其合力为静止土压力的3倍，作用点位于墙背中部；在侧向膨胀力的作用下挡墙会被水平推移2.0 cm；若容许墙后膨胀土发生2.6 cm的侧向膨胀，可极大减小侧向膨胀力，使挡墙满足规范对其抗滑和抗倾覆稳定系数的要求。

关键词：道路工程,重力式挡墙,试验研究,膨胀土,侧向膨胀力

基金资助：国家自然科学基金项目（51108049，51608053）；国家重点研发计划项目（2017YFC0805300）；交通运输部公路工程行业标准制修订项目（JTG—201507）