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盐溶液中膨润土膨胀变形的分形模型
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:岩土力学
  • 时间:2017
  • 页码:75-80
  • 期号:01
  • 便笺:42-1199/O3
  • 分类:TU411[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者地址:安徽工业大学建筑工程学院;上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院;
  • 作者机构:[1]安徽工业大学建筑工程学院,安徽马鞍山243002, [2]上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海200030
  • 相关基金:国家自然科学基金重点项目(No.41630633),国家自然科学基金项目(N0.41272318,N0.41472251),安徽省教育厅资助重点项目(No.1KJ2013A052).
中文摘要:

当压实膨润土在蒸馏水中膨胀后,施加于膨润土颗粒上的有效应力通常被认为是外部施加的荷载,而当膨润土在盐溶液中膨胀时,膨润土颗粒所承受的有效应力还包括由孔隙水渗透吸力所引起的渗透应力。而压缩膨润土的蒙脱石孔隙比em与膨润土颗粒承受的有效应力P之间满足分形关系,该关系可用来计算膨润土的膨胀变形。通过对压实膨润土在盐溶液中颗粒的分散情况以及颗粒表面的分形特性,推导出该渗透应力的表达式,进而得出膨润土颗粒所承受的有效应力。将所提出的有效应力代入分形模型中,计算GMZ01和MX-80膨润土在不同浓度NaCl溶液中的膨胀变形,将现有的两种膨润土膨胀试验结果与模型计算结果对比,发现具有较好的吻合度,在蒸馏水以及各浓度的盐溶液中膨润土的膨胀变形都可采用统一的em-p曲线表示,表明提出的有效应力符合膨润土颗粒在盐溶液中的实际受力情况。分形模型为研究膨润土在盐溶液中的膨胀性质提供了有效的计算方法。

英文摘要:

When the compacted bentonite is inundated in distilled water, the effective stress on montmoriltonite particles is equal to the external load applied; in salt solution, the effective stress incorporates the osmotic stress due to the osmotic suction of pore water. In addition, .the relationship between void ratio em and the effective stress p of montmorillonite in compacted bentonite is found to satisfy a fi-actal relationship, which can be used to calculate the swelling deformation. Base on the dispersion and fractal characteristics of bentonite particles in salt solution, the expression of osmotic stress is derived, and the formula for effective stress on bentonite particles is developed. The swelling deformations of GMZ01 and MX-80 bentonites are calculated by incorporating the fractal model into the effective stress. Comparison of the experimental results available in the literature and the estimated value shows a good consistence. It is shown that the swelling deformation of bentonite can be expressed by a unified curve of em-p in distilled water or salt solution with different concentrations, implying that the proposed effective stress represents the actual force condition. The fractal model offers a good approach to expressing the swelling characteristics in salt solution.

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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:56873