高速铁路地基膨胀泥岩吸力特性及计算模型研究

处于近地表一定深度范围内泥岩为非饱和状态,加之泥岩自身特殊的膨胀性与易崩解性,引入吸力研究分析泥岩的工程特性是一种可行的探索.以某高速铁路地基中弱膨胀泥岩为研究对象,采用滤纸法分析含水率、干密度对泥岩吸力的影响.研究结果表明:泥岩的总吸力和基质吸力随着含水率的增加呈非线性减小.在低含水率状态下,水分以气态形式进行迁移,且泥岩的总吸力和基质吸力均随着干密度的增加而增加;高含水率状态下泥岩的总吸力受干密度影响较小.在半对数坐标中,土水特征曲线近似呈"S"型;随着干密度的增加,泥岩的进气值逐渐增大,残余基质吸力和残余饱和度保持相对稳定.对泥岩土水特征曲线计算模型探讨发现Langu-muirEXT2数学模型与试验数据拟合良好.并采用Gardner模型、Van Genuchten模型和Fredlund&Xing模型对泥岩的土水特征曲线进行了拟合,发现Fredlund&Xing模型最适用于本泥岩的土水特征曲线;另建立了修正的三模型,其中Gardner修正模型和Van Genuchten修正模型与试验数据拟合较好,适用于该类土体的土水特征曲线建模.