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. 一
· 综合· ~ 江苏变通工程年第期总第期
模糊数学在膨胀土判别与
评价中的应用研究
刘一刘
、引言
众所周知,膨胀土是一种粘粒含量高、矿物成份多以蒙脱石、伊利石等粘性
江东
矿物为主的苏高分南散的粘土。近十多年来,随着经济建设的迅猛发展,在我国广西
南宁、宁明、省贵县、大湖北郧县、河南平顶山、江苏六合等地陆续发现有膨胀土的分
布。膨胀土交作为学一种特殊的粘性土,与一般粘性土不同之处在于:因产地、地质
成因、矿物成通份、结构特征等不同,各地膨胀土的性质存在着很大差别,致使设
计者很难利规用某一特征设计指标或某种措施对各地膨胀土进行评判与优化处
划
理,尽管如此没,许多专家通过地形、地貌研究、物理力学性质及矿物成份、结构特
征分析等办计法,还是对膨胀土的一般胀缩性能评判及处理措施总结出了一套较
为完整的经验院。近年来,江苏省在建设宁连一级公路的过程中,发现苏北地区也
大量存在着膨胀土。若将膨胀土用作路基填料,当击实达到一定的密实度时,该
土表现出更强的膨胀收缩特性,因而对公路的建设带来了一定的危害,如何利
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用各种判别方法和指标,综合评判膨胀土的胀缩性能是进行优化处理前的关键
步骤;为了更好地阐述模糊数学综合评判方法,我们先讨论一下目前膨胀土判
别与评价的几种方法。
、现有判别方法述评
迄今而止,国内外提出的判别膨胀土的指标很多,国家建委“膨胀土地区建
筑技术规范”中提出判别膨胀土的标准是:裂隙发育,常有光滑面与擦痕,有
的裂隙中充填有灰白、灰绿色粘土,在自然条件下呈硬塑状态;多出露于二
级或二级以上的阶地,山前丘陵和盆地边缘,地形平缓,无明显陡坎;常见浅
层滑坡、地裂,新开挖的坑槽壁易于发生坍塌;房屋裂缝随气候变化张开
和闭合;自由膨胀率大于或等于,在特殊情况下,可根据蒙脱石含量占
总量的比例确定,当蒙脱石含量大于或等于总量的时可判为膨胀土。
需要指出的是,①上述地形地貌特征并非为膨胀土所特有,只能作为参考
依据;②自由膨胀率受多种因素影响,因此,它不是一种好的判别指标;⑧蒙
脱石含量影响土的胀缩性,但并不是唯一的决定因素;根据南京大学李生林教
授的有关科研成果,广西宁明和贵县的膨胀土中蒙脱石含量基本相同,但由于
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土体结构上的差异,宁明膨胀土具有更强的胀缩性能。因此,膨胀土的判别应考
虑诸多因素的综合,尤其是特殊性因素,才有可能得到较为合理而准确的结论。
. 自由膨胀率判剐方法
自由膨胀率;为荷尔兹和吉普斯于年首次提出,据
有关试验统计,以自由膨胀率为判别界限,有的膨胀土判为非膨胀土,
有的非膨胀土划人膨胀土究其原因,一是由于在试验方法上如土样制备、
量筒大小、分散剂施加与否、搅拌次数和搅拌方法、浸润时间等方面都存在一些
问题,二是由于土颗粒在量简中自由膨胀的体积既与其成份有关,也与介质条
件如介质成份、电解质浓度、介质值、温度等有关,因此,在不同条件下某种
土的自由膨胀率值也显示出一定的差异性。可以肯定地说,自由膨胀率不是
理想的判别膨胀土的指标。
. 液限和塑性图判剐法
作为土质水理性质