工程建设与设计
Geuwactias& BaruigeAr Phjnr
裂隙对膨胀土剪切强度影响试验研究
Experimental Study on the Influence of Cracks on Shear Strength of Swelling Soil
李方成
（中国电力工程顾间集团中南电力设计院有限公司，武汉430071）
LI Fang-cheng
(Central Southem China Electric Power Design Institute Co. Lid. of China Power Engineering Consulting Group, Wuhan430071, China)
【摘要】裂原对影账土边城及地基的稳定性往往具有控制作用。本文以广西有百色市断账土为研究对象，制不同象陈面厚度及领角（与剪切面夹角)的重塑试祥并开展环剪试验，对比分析不同条件下的试验结果发现：随着裂障面厚度及领角的降低，试样的峰值及或余抗募强度均至下降趋势。对比两种因素试验结果，裂隙面倾角对晰账土体的抗募强度影响更为突出。
[Abstract]Cracks has a good control to the stability of the slopes and foundation of the swelling soil.Taking the swelling soil in Baise, Guangxi as the study object, we prepared remoulded specimens with different thickness and angle and made ring-shear tests. The results under different conditions showed that, with the thickness and angle going down, both the peak and residual shear strength reduced. From the two experimental results, we can see the angle of the cracks has
more distinct influence on the shear strength of the swelling soil【关键词】裂谅；断账土；抗剪强度；厚度；角度
[Keywords ] crack; swelling soil;shearstrength; thickness; angle
[中图分类号]TU443
【文献标志码]A
[DO1]10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.08.034
引言 1
类似于岩体，膨胀土体的强度也分为3部分；土块强度、裂隙(结构面)强度以及土体强度。裂隙面的分布范围、间距、倾斜度、排列方向、形状和裂隙面的粗随程度、起伏程度、裂障间完整土块的性质等因素都对土体强度产生影响，由于裂障分布的不均匀性，使胀土土体的抗剪强度具有强烈的向异性叫。对于膨张土边坡，裂面的性质往往控制者边被的稳定性。在工程实践中，当采用土体的抗剪峰值强度进行设计时往往偏于保守，而膨账土边坡的破坏总是由土体的峰值强度向残余强度衰减的过程。因此，土体的残余强度对边坡的稳定性具有重要影响
以广西省百色市某变电站处地基膨胀土为研究对象，通过对其进行环剪试验，分析裂隙面间距、倾斜度等对膨账土体抗剪强度的影响，为膨胀土边坡稳定性分析提供参考建议。
2环剪试验 2.1试验材料
试验用十为广西省百色市中膨账十，旱黄褐色来灰绿色，结构致密，其中，灰绿色黏土多以薄层状分层面聚集，厚度多在1~ 5mm，通过XRD试验测得黏土矿物含量为40%-50%，比重为 2.68，天然状态下含水率为23.2%~28.4%，液限为58.6%，塑限为
26.7%。试验前将土样烘干碾碎，并过2mm筛备用。 2.2试验方案
本次试验采用德国ARS型全自动闭合回路控制环剪仪，剪切盒内环直径为100mm，外环直径为150mm，有效高度为30 mm，其剪切面积为98.17em。剪切速率由高精度电机控制，其剪切速率和轴向压力可线性或跳跃增加，剪切缝的大小在剪切开始前需人为调节。试验机提供最大轴向压力10kN，最大剪切应力 1000kPa，最大剪切速率为32mm/min，最大轴向位移25mm。
本次研究通过控制裂隙的厚度d和裂隙与剪切面的角度6 制备不同的环剪试样（见表1），在法向压力为100kPa、200kPa、【作者简介1李方成(1985～），男，湖北仙桃人，工程师，从事岩土工程
与勘察研究。 66
万方数据
[文章编号11007-9467 (2016)08-0066-02
300kPa.400kPa下进行环剪试验，利用原生裂隙面充填物质进行
填充。
样品编号 1 2 3 4 5 6
3试验结果分析
表1
试验试样
裂厚度d/mm
-3 3
5
3.1裂隙面厚度对抗剪强度影响分析
裂面角度9°
30 60 0E 60 0E 60
图1为裂隙面角度为30°时不同裂隙厚度下试样的抗剪强度曲线，试样的峰值强度及残余强度均随裂隙厚度的增加呈减小的趋势，但残余强度降低程度相对较小。当厚度为1mm时，试样的粘聚力和内摩擦角分别为31.7kPa、9.4°，当厚度增加至3mm 时，试样的黏聚力和内摩擦角分别降低8.5%和3.3%，随着厚度增加至5mm时，试样粘聚力降低至25.3kPa，降幅达20.2%。这是由于裂隙中的灰绿色填充物质抗剪强度参数往往低于两侧膨张土强度队，因此裂隙中填充物质的厚度的增加降低了整体强度。而对于最终的残余强度，厚度变化对其并没有明显影响。
100 75
kPa 50
25 0
100
200
.4.0 300
4 18-排 18-线争
058-线
400
500
选自力okPa
图1不同裂隐厚度下抗剪强度曲线