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膏溶角砾岩增湿变形特性试验研究
摘 要
膨胀岩由于其具有胀缩性、超固结性、裂隙性和强度衰减特性而
被岩土工程界誉为世界性难题倍受重视。本文结合石家庄至太原客运
铁路专线隧道项目，以山西太行山地区膨胀岩(膏溶角砾岩)为对象开
展增湿变形试验特性研究。
在大量阅读该领域的研究成果、文献资料的基础上，清楚地认识
到膨胀岩的根本性质就是其对水的特殊敏感性，而膏溶角砾岩作为一
种新型、特殊的膨胀岩，其诸多性质也会受到水的影响。本文的研究
任务就是通过试验研究膏溶角砾岩增湿变形特性的变化规律，并取得
了下述有创新意义及工程实用参考价值的研究成果：
一、通过两种试验方法（平衡加压法和充分膨胀法）得出自然状
态下膏溶角砾岩侧限轴向膨胀力。试验表明：膏溶角砾岩膨胀力随其
初始含水率的增大而增大，膏溶角砾岩初始密度也会对其膨胀力产生
一定的影响；充分膨胀法膨胀力值大于平衡加载法膨胀力值，工程设
计时宜采用充分膨胀法膨胀力指标。
二、在膏溶角砾岩的浸水膨胀变形试验中，其膨胀变形主要以膨
胀性黏土膨胀为主，角砾吸水膨胀轻微或者没有膨胀变形。试样密度
与含水率对膏溶角砾岩轴向膨胀率起决定作用。试验表明：膏溶角砾
岩三种浸水膨胀试验中，其轴向膨胀率在侧限浸水膨胀变形试验中最
大，浸水自由膨胀变形试验中次之，三轴浸水膨胀变形试验中最小。筑龙网
三、单轴压缩试验中，试样含水率对膏溶角砾岩力学特性（单轴
压缩强度和弹性模量、泊松比等）有很大的影响。试验表明：膏溶角
砾岩具有一定的单轴压缩记忆性，其单轴压缩破坏特征为单斜面剪切
破坏。单轴循环加卸载试验中，膏溶角砾岩一开始就不能完全恢复其
压缩变形，表现出很强的脆性材料性质。
四、三轴压缩试验中，围压和初始含水率对膏溶角砾岩的三轴压
缩特性（峰值强度和残余强度等）影响明显，其三轴压缩破坏特征为
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扩容破坏。试验表明：围压可有效提高膏溶角砾岩延性变形能力。
关键词：膨胀岩 膏溶角砾岩 增湿变形 侧限 膨胀力 含水率
单轴压缩 三轴压缩
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上海交通大学硕士学位论文 英文摘要
TESTING STUDY ON THE MOISTENING
DEFORMATI BEHAVIOUR OF GYPSUM BRECCIA
ABSTRACT
Expansive rock has the characters of swell shrinking,over
consolidation,fissure and reducing shear strength so that it is considered as
one of the world’s difficult problems and is taken seriously in geotechnical
engineering paper,based on Gypsum breccia that comes from
tunnel of railway from ShiJiaZhuang to TaiYuan in TaiHang mountain of
SanXi province,studies behaviour on moistening deformation experiments
of Gypsum Breccia.
After a great