膨胀土路基处治技术
膨胀土铁路路基病害施工处治技术
是 减 轻 边 坡 上 的 荷 载 ，减 少 下 滑 力 ，增 加边 坡 的 稳 定 性 ，
对 不 良地 质 路 基 加 固作 用 尤 为 明显 ，二 是 有 利 于 今 后 对 路 基 防 护 工 程 的 检 查 维 修 。本 工 程 设 三 级 平 台 ，第 一 级 坡 脚桩 板 墙 顶 平 台宽 ３ ． Ｏ ｍ ，第 二 级边 坡平 台最 宽 处 ８ ． ０ ｍ， 第 三 级 桩 板墙顶平台宽 ３ ． Ｏ ｍ ，三 级 平 台 宽 度 共 计达 １ ４ ｍ ， 削减 土 方 约 ２ ５ ， Ｏ ０ ０ ｍ。 ，平 台 的减 载 作 用相 当 明 显 ，大 大 降 低 了路 堑 边 坡 的 压 力 ，提 高 了路 堑边 坡 的稳 定 性 。
摘
要 ：膨胀土具有吸水膨胀软化 ，失水收缩开裂及反复变化的特点 ，易形成路基病害 。路堤在降雨后沉降 、变形
较 大 和边 坡坍 肩 、路 肩开 裂 以及 造 成 发 生 路 堑 边 坡 冲蚀 、 剥蚀 、溜 坍 及 滑 坡 等 现 象 。本 文 结合 新 建 云 桂 铁 路 南宁 枢
纽 Ｓ Ｎ一 ２标实体工程 ，从加 强防排水、减载、锚 索锚杆框架梁、抗滑桩及桩板墙 等措施整治方面详细阐述了膨胀土
做 好 堑 顶 天 沟 ，离 堑 顶 以外 ８ ～ １ ０ ｍ 顺 线 路 方 向修 建 天 沟 ，
一
、
新建云桂铁路南宁枢纽 Ｓ Ｎ一 ２ 标 改 建 湘 桂 左 线
ＧＸＧＤＫ８ ０ ２ ＋ ４ ０ ０ ￣ Ｇ ＸＧＤＫ８ ０ ２ ＋ ７ ４ ０路 堑 挡 护 工 程 ，该 工
以截 断路 堑 山 坡之 水 ， 降低 再 次滑 坡 的风 险 ， 同 时增 加 施 工 的 安全 性 。 天 沟 必须 防渗 ， 靠 山一 侧 沟 壁 不 得 高 出地 面 ，且 沟 顶 与地 面 必 须顺 接 ，以 汇 入地 表 水 。其 次及 时施 作 平 台截 水 沟 ， 并做 好 与天 沟 、 侧 沟 、排 水沟 的衔 接 ，形 成 完善 、 畅 通 的 排水 系统 。 （ ２ ）减 缓 路 基 边 坡 。减缓 路 堑 边 坡 能 减 轻 边 坡 的 下 滑荷 载 ，特 别 是 对 于 膨 胀 土 路 基 ，较 缓 的 边 坡 能 有 效 降低 边 坡坍 滑 ，但 减 缓 边 坡往 往 受 到地 形地 貌 的 限制 ，过 缓 可 能 会 大 大
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法摘要：膨胀土对公路路基路面工程具有很大的影响，其特性主要表现为吸水膨胀和干缩收缩。
在公路路基路面的设计和施工中需要对膨胀土进行合理处理，以保证道路的使用寿命和安全性。
本文将针对膨胀土的特性进行分析，探讨其处理方法，并提出相关建议，旨在为公路路基路面工程设计提供参考。
一、引言膨胀土是指在遇水后容积扩大，并且极易吸水的一种土壤。
在公路路基路面工程中，膨胀土的存在会给道路的设计和施工带来很大的困难，因为膨胀土在吸水膨胀和干缩收缩过程中容易导致路基路面的变形和破坏。
如何有效地处理膨胀土成为公路路基路面工程设计中的一个重要问题。
二、膨胀土的特性1. 吸水膨胀特性膨胀土在遇水后会发生吸水膨胀，使其容积大幅度增大。
这是因为在土壤颗粒间产生胶聚结合力，土壤颗粒间的距离减小，土壤孔隙水增多造成土壤容积膨胀。
这种吸水膨胀特性使膨胀土在干湿周期内容易导致路基路面的变形和破坏。
2. 干缩收缩特性三、膨胀土的处理方法1. 场地勘察和试验在公路路基路面工程设计之前，需要对工程所在地区的土壤进行详细的勘察和试验，包括膨胀土的含量、类型、特性及对路基路面工程的影响等。
通过对膨胀土进行综合分析，可以确定合理的处理方法。
2. 合理的路基结构设计在公路路基路面工程设计中，应根据膨胀土的特性设计相应的路基结构。
在设计路基厚度时，应考虑膨胀土在吸水膨胀和干缩收缩过程中的变形情况，合理确定路基的厚度，以提高路基的抗变形能力。
3. 土工布和加筋土的使用在膨胀土较为严重的区域，可以采用土工布和加筋土的方式进行处理。
土工布可以有效地减小土壤颗粒间的胶聚力，防止土壤的干缩收缩，从而减轻膨胀土对路基路面的影响。
加筋土则可以提高路基的整体承载能力，减小路基的变形和破坏。
膨胀土在遇水后容易发生吸水膨胀，因此在公路路基路面工程设计中，应合理设计排水系统，及时排除地表和路基内的积水，以减小膨胀土对路基路面的影响。
5. 相关技术要求的执行在施工过程中，应严格执行相关的技术要求，包括路基土的压实度、含水率、承载能力等。
膨胀土地区路基施工技术要点
膨胀土地区路基施工技术要点1、原地面的处理2、膨胀土的填筑3、膨胀土路堑开挖首先明白什么是膨胀土：具有较大吸水膨胀、失水收缩特性的高液限粘土称为膨胀土。
土的液限WL>40%,塑性指数IP>17，多数在22~35之间。
自由膨胀率一般超40%。
按工程性质分为强膨胀土、中膨胀土、弱膨胀土。
膨胀土地区的路堤会出现沉陷、边坡溜塌、路肩坍塌和滑坡等变形破坏。
路堑会出现剥落、冲蚀、溜塌和滑坡等破坏。
一、膨胀土地区原地面处理二级及二级以上公路路堤基底处理应符合以下规定：1、高度不足1m的路堤，应按设计要求采取换填或改性处理等措施处治。
2、表层为过湿，应按设计要求采取换填或进行固化处理等措施处治。
3、填土高度小于路面和路床的总厚度，基底为膨胀土时，宜挖除地表0.3~0.6m的膨胀土，并将路床换填为非膨胀土或掺灰处理。
若为强膨胀土，挖除深度达到大气影响深度。
二、膨胀土的填筑1、强膨胀土不得作为路基填料。
中等膨胀土经处理后可作为填料，用于二级及二级以上公路路堤填料时，改性处理后胀缩总率不大于0.7%。
胀缩总率不大于0.7%的弱膨胀土可直接填筑。
2、膨胀土路基填筑松铺厚度不得大于300mm;土块粒径应小于37.5mm。
3、填筑膨胀土路堤时，应及时对路堤边坡及顶面进行防护。
4、路基完成后，当年不能铺筑路面时，应按设计要求做封层，其厚度应不小于200mm。
横坡不小于2%。
根据膨胀土自己膨胀率的大小，选用工作质量适宜的碾压机具，碾压时应保持最佳含水量；压实土松铺厚度不得大于30cm;土块应击碎至粒径5cm以下。
在路堤与路堑交界地段，应采用台阶方式搭接，其长度不应小于2m,并碾压密实。
三、膨胀土地区路堑开挖1、路堑施工前，先施工截、排水设施，将水引至路幅以外。
2、边坡施工过程中，必要时，宜采取临时防水封闭措施保持土体原状含水量。
边坡不得一次挖到设计线，应预留厚度300-500mm,待路堑完成后，再分段削去边坡预留部分，并立即进行加固和封闭处理。
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法
膨胀土是由高度吸水、容易膨胀、易干裂、难透水性等特性的土壤所组成。
在公路路基和路面设计中，膨胀土的存在往往会对路面和路基的稳定性产生负面影响，因此需要采取一些处理措施来减少或避免膨胀土的影响。
1. 路基处理
在路基处理中，可以采用以下措施来处理膨胀土：
（1）改善土壤质地：通过加入掺杂物或土壤改良剂来改善土壤质地，例如石灰、水泥、膨润土等。
（2）加强路基排水：通过设置排水设施、提高路基的排水性能等措施来加强路基排水，避免土体吸水膨胀。
（3）改变路基截面形状：采用“梯形”的路基截面形状，缩小路基厚度，减少路基内部土体受水膨胀的影响。
（4）采用防水膜：在路基和路面之间铺设防水膜以防止土体吸水膨胀，一般选用聚乙烯、PVC等材质。
2. 路面设计
（1）采用非膨胀土建立基层：选用非膨胀性强的土石方材料修筑基层，避免膨胀土对路面的影响。
（2）增加路面厚度：通过增加路面厚度来增强路面的承载力，减小路面被膨胀土损坏的可能。
（3）设置抗渗层：在路面表层设置防水层或防水措施，避免水分渗透到膨胀土中引起膨胀反应。
（4）使用透水混凝土：采用透水混凝土或透水铺装，提高路面的透水性能，避免雨水渗透后膨胀土引起的路面损坏。
通过以上处理措施，可以有效地减少或避免膨胀土对公路路基和路面的负面影响，保证公路的安全及稳定性。
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法
膨胀土又称为膨胀岩土或膨胀性土壤，是一种具有膨胀性的土壤类型。
膨胀土在含水状态下吸水膨胀，在失水状态下干缩收缩，这种特性给公路路基和路面的设计和施工带来了一定的挑战。
为了解决膨胀土对公路工程的不利影响，需要采取一系列的处理方法。
在公路路基路面设计中，对膨胀土需要进行详细的地质勘察和实验室测试，以确定膨胀土的性质和膨胀系数。
根据测试结果，可以合理地确定路基路面的结构设计参数，如填方高度、面宽和路基宽度等，以减少膨胀土的变形和破坏。
对于膨胀土的处理方法之一是加快膨胀土的水分排泄速度，以减少土壤膨胀和干缩的影响。
可以采取的方法包括加强路基路面的排水设计，设置合理的排水系统，确保路基路面中的水分能够迅速排出。
可以采用排水带、护坡、排水壕等措施，加速雨水的渗透和排泄。
对于膨胀土的处理方法之二是加固和稳定路基路面，以增强其抗膨胀性能。
可采取的方式包括使用加筋土工格栅或加筋土工布等增强材料，加固路基底部，增加路基的承载能力和变形抗力。
还可以采用浇筑混凝土路面或设置加筋砼路面，以增加路面的抗压强度和稳定性。
针对膨胀土的处理方法之三是控制土体的含水量。
可以通过适当的排水措施，降低膨胀土的含水量，减少土体的膨胀和干缩。
也可以在路基路面施工过程中，合理控制土体的含水量，避免过度湿润和干燥，减少膨胀土的变形和破坏。
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法包括确定路基路面的结构设计参数，加快膨胀土的水分排泄速度，加固和稳定路基路面，以及控制土体的含水量。
只有采取科学合理的处理方法，才能有效地解决膨胀土对公路工程的不利影响，确保公路的安全运行。
膨胀土路基处治技术教学教材
膨胀土分布广，遍布六大洲、46个国家。
美国50个州中40个州有膨胀土分布，每
年因其造成的损失达80亿美元。
6
一、膨胀土及其工程问题
中国膨胀土特点
膨胀土分布区
➢ 分布广 ➢ 类型多 ➢ 性质复杂
中国26个省区有膨胀土分布，中国加拿大合作研究表明：
7
我国每年因膨胀土造成的经济损失达150亿美元！
1
我国西部地区拟建的21000km高速公路中有3300km穿越膨胀土地区
已剥落、冲蚀或臌胀的坡面上产生，高度和长度均在数米内， 厚多在0.2～0.6米，在长路堑边坡中也可见多个溜坍体连成的 溜坍裙。
12
一、膨胀土及其工程问题
（4）结构物破坏 由于膨胀土胀缩变形和膨胀力作用，挡墙推移，墙身被剪
断，涵洞基础下沉开裂，洞身断裂或涵底隆起， 桥台开裂， 桥梁锥坡和挡墙开裂外移。
6
2.7Kpa
20Kpa
5
CBR4/% 3
2
12 14 16 18 20 22 24 制件含水率/%
强膨胀土
10
2.7Kpa
20Kpa
8
6 CBR4/%
2
0 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 制件含水率/%
中膨胀土
18
16 14 12 10 CBR/8% 6 4 2 0
2.7Kpa 20Kpa
＜2.5 ＜15 ＜40
2.5～4.8 4.8～6.8 ≥6.8 15～30 30～45 ≥45 40～60 60～90 ≥90
注：标准吸湿含水率为在标准条件下（温度为 25±2℃，相对湿度为60±3%）膨胀土试样从 天然含水量脱湿至平衡后的含水量。
5
膨胀土地区路基施工技术措施
膨胀土地区路基施工技术措施一、膨胀土的工程特性及主要特征具有较大吸水膨胀、失水收缩特性的高液限粘土称为膨胀土。
膨胀土粘性成分含量很高，其中0.002mm的胶体颗粒一般超过20%，粘粒成分主要由水矿物组成。
土的液限WL＞40%，塑性指数IP＞17，多数在22～35之间。
自由膨胀率一般超过40%。
按工程性质分为强膨胀土、中等膨胀土、弱膨胀土三类。
膨胀土的粘土矿物成分主要由亲水性矿物组成，如蒙脱石、伊利石等。
膨胀土有较强的胀缩性，有多裂隙性结构，有显著的强度衰减期，多含有钙质或铁锰质结构，一般呈棕、黄、褐及灰白色。
膨胀土对公路路基及工程建筑有较强的潜在破坏作用。
膨胀土地区的路堤会出现沉陷、边坡溜塌、路肩坍塌和滑坡等变形破坏。
路堑会出现剥落、冲蚀、溜塌和滑坡等破坏。
二、膨胀土地区路基的施工技术要点（一）膨胀土地区原地面处理二级及二级以上公路路堤基底处理应符合以下规定：1.高度不足1m的路堤，应按设计要求采取换填或改性处理等措施处治。
2.表层为过湿土，应按设计要求采取换填或进行固化处理等措施处治。
3.填土高度小于路面和路床的总厚度，基底为膨胀土时，宜挖除地表a30～a60m的膨胀土，并将路床换填为非膨胀土或掺灰处理。
若为强膨胀土，挖除深度应达到大气影响深度。
（二）膨胀土的填筑1.强膨胀土不得作为路堤填料。
中等膨胀土经处理后可作为填料，用于二级及二级以上公路路堤填料时，改性处理后胀缩总率应不大于0.7%。
胀缩总率不超过0.7%的弱膨胀土可直接填筑。
2.膨胀土路基填筑松铺厚度不得大于300mm；土块粒径应小于37.5mm。
3.填筑膨胀土路堤时，应及时对路堤边坡及顶面进行防护。
4.路基完成后，当年不能铺筑路面时，应按设计要求做封层，其厚度应不小于200mm，横坡不小于2%。
（三）膨胀土地区路基碾压施工根据膨胀土自由膨胀率的大小，选用工作质量适宜的碾压机具，碾压时应保持最佳含水量；压实土层松铺厚度不得大于30cm；土块应击碎至粒径5cm以下。
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法公路路基路面设计中，如果遇到膨胀土地质条件，需要采取一系列的措施来处理。
一、土壤改良措施膨胀土的最关键问题就是其含水量的变化会引起土体体积的变化，因此需要采取土壤改良措施来稳定土壤的含水量。
常用的土壤改良方法有以下几种：1. 混凝土道面：在膨胀土道基表面加设一层混凝土道面，可以有效避免水分的渗透和土壤膨胀。
混凝土道面施工时应注意与土壤层之间要设置一层防水隔离层，防止水分渗透到道基土中。
2. 分层法：将膨胀土分成面积较小的块状或条状土坯，再覆以合适的填料并经过压实处理。
3. 增加外荷载：通过向膨胀土上施加一定的外部荷载，利用外力作用使土体压实，从而减小土体的膨胀变形。
4. 路基加宽：通过加宽路基的方法，增加路基稳定性，减小土体的变形。
5. 加固桩：在膨胀土地基中打入加固桩，用于增加土体的稳定性，减小路基的变形。
以上土壤改良措施可以单独应用，也可以组合使用，具体选择哪种措施，需要根据膨胀土地质情况的具体要求来决定。
二、排水措施排水是膨胀土处理中的重要环节，通过科学的排水措施，可有效减少土壤中的水分含量，从而减缓土体的膨胀变形。
常见的土壤排水措施有以下几种：1. 排水沟：沿路基设置排水沟，通过排水沟将水分引到指定地点进行排泄。
2. 排水管网：在路基中设置排水管网，通过排水管将路基中的水分引到沟渠或汇集地点进行排泄。
3. 排水井：设置一定数量的排水井，用于路基内部的排水处理。
排水井应合理布置，并与排水管道相连，利用重力作用将水分引导到指定地点。
4. 压实排水法：采用较重的均质料进行路基的压实，形成一个基本不渗水或渗水较小的路基结构，从而减少土体中的水分含量。
5. 土工格栅：在路基中设置土工格栅，通过土工格栅的渗水性能，实现土壤中水分的排泄。
三、监测和维护在公路路基路面设计中，对于膨胀土地质条件，需要进行持续的监测和维护工作。
定期进行路基的检查，如发现异常情况及时处理，保持路基的稳定性。
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上覆荷载对CBR的影响
与2.7kPa上覆压力相比，
2
20kPa下测得的 CBR峰值增 大较多。 三种膨胀土都满足填料的 强度要求，采用改进CBR试 验方法评价填料时强膨胀土 也可用作下路堤填料。
强膨胀土
18 16 14 12 10 CBR/% 8 6 4 2 0 制件含水率/%
中膨胀土
2.7Kpa 20Kpa
8 7 6 5 CBR/% 4 3 2 1 0
10
15
邓县土上部 宁明土侧向
20
含水率/% 邓县土侧向 百色土上部
25
宁明土上部 百色土侧向
21
30
二、膨胀土路堤修筑技术
6 5 4 CBR/% 3 2.7Kpa 20Kpa 10 8 6 CBR/% 4 2 0 12 14 16 18 20 22 制件含水率/% 24 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 制件含水率/% 2.7Kpa 20Kpa
4
0
0 100 200 300 比表面积（m2/g）
0
10 20 30 40 蒙脱石含量（%）
一、膨胀土及其工程问题
2．膨胀土的判别与分类
公路部门膨胀土的判别分类标准
非膨胀土 标准吸湿含水率 Wf (%) 塑性指数 IP (%) 自由膨胀率（%） ＜2.5 ＜15 ＜40 弱 2.5～4.8 15～30 40～60 中 4.8～6.8 30～45 60～90 强 ≥6.8 ≥45 ≥90
路基施工中的借弃土方占用了大量宝贵的土地，破坏了地 表植被，引起较严重的水土流失问题。
15
二、膨胀土路堤修筑技术
1．膨胀土路堤存在的主要技术问题
（1）膨胀土一般浸水CBR均小于3，不满足路堤填料最小强度要求；
（2）膨胀土的天然含水率高，难以达到干法重型击实试验确定的压 实控制标准。
（3）即使达到压实标准，干湿循环作用下也易产生变形和破坏。
干法重型击实确定的最佳 含水率所对应的CBR，远小 于其最大值。
非膨胀性土含水率沿试 件深度变化量较小，膨胀土 变化剧烈。且表层土接近流 塑状态。
含水率 /% 16 18 20 22 24 26 28 30 32 0 2 4 浸水深度/cm 6
4.0% 3.5% 3.0%
CBR
2.5% 2.0% 1.5%
② 膨胀模型：膨胀变形与含水率、干密度、上覆压力之间的关系
③ 本构方程中变形和强度参数随饱和度和体积应力的变化规律
29
① 本构方程（如何考虑基质吸力的影响） 已有非饱和膨胀土弹塑性本构模型（Gens-Alonso模型） 简斯－阿隆索 弹性变形
和 G 为弹性参数 式中，v =1+e，patm 为大气压力，κ ， sκ
12 14 16 18 20 22 24 26
弱膨胀土
22
二、膨胀土路堤修筑技术
(3) 膨胀土用作路堤填料的压实标准
以重型干法击实试验确定的压实控制标准存在不合理性：
浸水CBR值远小于最大值。 最优含水率远小于膨胀土天然含水率。 最大干密度大，现场压实度控制难以实现。
1.85 1.80 1.75 1.70 湿法 干法
4.0% 3.5% 3.0%
湿法重型击实最佳含水率远大于干法 击实所确定的最佳含水率，接近膨胀 土的天然含水率，便于施工控制。按 此含水率填筑，路堤承载力高且运营 期内含水率比较稳定。
CBR
2.5% 2.0% 1.5%
1.65 干密度 (g/cm3) 1.60 8% 10% 12% 14% 16% 18% 20% 22% 24% 26% 含水量
12
一、膨胀土及其工程问题
（4）结构物破坏
由于膨胀土胀缩变形和膨胀力作用，挡墙推移，墙身被剪 断，涵洞基础下沉开裂，洞身断裂或涵底隆起， 桥台开裂， 桥梁锥坡和挡墙开裂外移。
13
一、膨胀土及其工程问题
（5）路面变形、开裂和断板
沥青路面变形 水泥路面纵向开裂
14
一、膨胀土及其工程问题
（6）水土流失等生态环境破坏
2．膨胀土的判别与分类
（1）国内外现有膨胀土判别分类指标可分为两大类： 宏观（间接）指标——通过工程实验评价其膨胀潜势；
微观（直接）指标——反映胀缩机理的本质参数，如蒙脱石含量、比
表面积、阳离子交换量。 （2）公路部门：自由膨胀率、塑性指数；铁路部门：微观指标。 （3）最新研究成果：测试简便、能反映膨胀土的胀缩本质的宏观指标—— 标准吸湿含水率。
注：标准吸湿含水率为在标准条件下（温度为 25±2℃，相对湿度为60±3%）膨胀土试样从 天然含水量脱湿至平衡后的含水量。
5
标准吸湿含水率的试验装置
3．膨胀土的分布及特点
膨胀土分布广，遍布六大洲、46个国家。 美国50个州中40个州有膨胀土分布，每 年因其造成的损失达80亿美元。
6
一、膨胀土及其工程问题
26
二、膨胀土路堤修筑技术
膨胀土路堤处治方案的选择
膨胀土路堤处治方案选择分类表 填料等 级 Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级 Ⅳ级 处治方案 非膨胀性土土包边、土工格栅包边 非膨胀性土包边、土工格栅包边 天然稠度
Ⅲ级以上填料当天然稠度要求>1， 方可选用表中相应处治方案；当
土工格栅包边、非膨胀性土夹层＋土工格栅 天然稠度为0.9～1时填料需经晾 晒至其稠度大于1；当天然稠度 包边 为0.7～0.9时需采用石灰改良处 治，当天然稠度<0.7时应弃用。 化学（石灰）改良或弃土
最佳含水率 （干法）
最佳含水率 （湿法）
13% 15% 17% 19% 21% 23% 25% 27% 29%
23
膨胀土干湿法击实对比试验结果
不同制件含水率的CBR试验结果
二、膨胀土路堤修筑技术
4. 膨胀土路堤填料分类
膨胀土填料分类指标 填料等级 Ⅰ级 Ⅱ级 CBR值 9以上 6～9 3.9～6 <3.9 CBR膨胀量 <1 1～2 2～3 >3 <1 不可直接填筑 天然稠度 ≥1 填筑要求 可直接填筑
15 12 y = 0.0264x + 0.6901 R = 0.9461
2
6 标准吸湿含水率（%） 3
`
9
15 y = 0.2649x + 0.7266 2 12 R = 0.9823 9 （%） 6 标准吸湿含水率 3
0
400 500
15 y = 0.0281x - 0.4559 2 12 R = 0.9211 9 （% 6） 标准吸湿含水率 3 0 50 0 600 200 400 阳离子交换量（me/kg）
27
三、膨胀土路堑边坡处治技术
膨胀土路堑边坡滑坍是膨胀土地区最严重、最易发生和最难治理的 地质灾害。 1．膨胀土路堑边坡破坏模式
受干湿循环作用控制 的浅层破坏
受层间软弱结构面控 制的破坏
受裂隙软弱结构面控制28 的浅层破坏
三、膨胀土路堑边坡处治技术
2．膨胀土路堑边坡破坏的数值模拟 (1) 数值模拟的关键技术之一——非饱和土特性的描述 ① 本构方程（如何考虑基质吸力的影响）
标准CBR试验浸水时的上覆 >2m 压力（2.7kPa）小远小于封闭包 盖路堤的膨胀土填料所承受的上 (>40kPa) 覆压力（大于40kPa）。
路面和基层
非膨胀性土 膨胀土 （下路堤）
④ 封闭包盖条件下膨胀土路
堤的工作状态与浸水CBR 试验状态不一致
由于渗透性差封闭包盖条件 下的膨胀土不可能达到浸水状 态。而不浸水时即使制件含水 率较高，膨胀土的CBR仍有较 大的数值。
100 80 60 40 CBR(%) 20 0 8 12 16 20 24 含水量 (%) 28 32 36
19
二、膨胀土路堤修筑技术
(2) CBR试验方法的改进 改进的CBR试验装置及方法
浸水方式：水位不超过试件顶面（距顶面 15mm），以保证水不漫过试件，原来的上部 浸水改为侧向浸水。 上覆压力：试件浸水过程中，根据需要在试件 顶面施加不同的荷载，在荷载板和土体之间还 放置一块圆形垫板，以便荷载在土体顶部均匀 分布。 制件含水率：采用湿法重型击实标准的最佳含 水率。
讲 授 内 容
一、膨胀土及其工程问题 二、膨胀土路堤修筑技术 三、膨胀土路堑边坡处治技术
重点：膨胀土路基处治技术原理及常用方法
难点：膨胀土的胀缩机理
2
一、膨胀土及其工程问题
1．什么是膨胀土(expansive soils)？ 膨胀土是一种富含膨胀性粘土矿物且在环境干湿交替作用下发 生体积明显胀缩和强度强烈衰减而常常导致工程变形破坏的非饱和 粘性土。
10
内蒙古呼集路大滑坡
一、膨胀土及其工程问题
（2）坍滑
路基施工中到处可见，路堤坍塌多发生在路肩，坍壁一般 不超过1米，宽几米或十几米不等；路堑坍塌较严重，多发生 在堑顶，坍壁一般高2～3米，宽为几十甚至达到百米。
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一、膨胀土及其工程问题
（3）溜坍 路堤一般在坡腰和坡脚发生，厚度多小于1米，路堑多在 已剥落、冲蚀或臌胀的坡面上产生，高度和长度均在数米内， 厚多在0.2～0.6米，在长路堑边坡中也可见多个溜坍体连成的 溜坍裙。
最佳含水率 （干法）
25% 27% 29%
8 10 含水率 12
13% 15% 17% 19% 21% 23%
长沙粘土 低液限粘土 宁明膨胀土 中膨胀土 百色膨胀土 强膨胀土
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标准试验得到的CBR随制件含水率的变化
标准CBR试件含水率随试件轴向深度的变化
二、膨胀土路堤修筑技术
③ 浸水时的上覆压力不合理 封闭包盖法路堤实际工况
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二、膨胀土路堤修筑技术
2．国内外对膨胀土路堤采取的主要工程措施 换填法 借弃方量大、造价高、生态环境破坏严重。 化学改良 施工困难、造价高、工期长。