介绍: 项目重点研究了膨胀土地基的四个关键性问题:膨胀土地基的强度和变形特性、构造物与膨胀土地基基础相互作用、膨胀土地基的设计理论、膨胀土地基的处理方法。研究采用工程实地调研、室内试验、离心模型试验、大型膨胀土模型试验(10m×4m×2.5m)、膨胀土变形理论、非饱和土理论研究以及南宁至友谊关公路、宁淮高速公路、呼集高速公路等实体工程的现场试验与验证的技术路线和技术方法。通过数百组次的试验研究,提出了膨胀土地基的膨胀模型,模型揭示了膨胀土地基在不同初始含水量、不同初始干密度、不同上覆荷载等条件下膨胀土地基吸水膨胀、失水收缩的力学行为特征和变化规律。研究提出了膨胀土在干、湿循环过程中的强度变化规律。完成了国内外最大规模的大型膨胀土地基室内物理模型试验(10m×4m×2.5m),进行了包括膨胀土地基承载力、膨胀土挡墙、膨胀土桩基础等构造物的大型模型长期浸水试验。通过试验提出了在不同荷载条件下膨胀土地基表面和不同深度膨胀土膨胀变形的变化规律,揭示了膨胀土地基的胀缩变形机理。研究提出了膨胀土中桩基础的变形与受力变化规律,揭示了膨胀土中桩基础的工作机理。通过离心模型和大型物理模型试验提出了挡墙膨胀土压力的变化规律。通过试验证明了膨胀力与变形的相关关系,从工程的角度提出了膨胀土的膨胀能量概念。首次采用非饱和土简化固结理论与有效应力折减吸力理论,研究了构造物与膨胀土地基的相互作用特性,分析了构造物地基与基础的变形、应力状态以及构造物地基基础的稳定特性,提出了非饱和土压力的变化规律。项目结合广西、江苏、内蒙等省区的公路工程,进行了桥台、灌注桩、涵洞、挡土结构等多种构造物地基基础的不同处治方法现场试验,进行了应力、变形、含水量、吸力、温度等多项内容的较为全面的现场测试与研究,取得了大量的宝贵数据和工程经验。项目结合工程进行了大量的设计优化工作,确保了工程的安全,提高了经济效益。多项研究成果在依托工程中得到应用推广,解决大量西部区公路建设中的膨胀土关键性技术问题,提高了西部地区公路建设技术水平,节省工程投资数千万元,社会、环境和经济效益显著。提出了我国《膨胀土地区公路构造物地基与基础设计和施工技术指南》,为今后膨胀土地区的工程的建设提供了重要的宝贵经验,也为编制我国膨胀土地基的设计规范,打下了重要的基础。