張思鈺,張勇敢,劉斯宏,2,魯 洋,2

(1.河海大學(xué) 水利水電學(xué)院,南京 210098;2.大壩長效特性及環(huán)保修復(fù)技術(shù)中西聯(lián)合實驗室(河海大學(xué)),南京 210098)

膨脹土因富含蒙脫石、伊利石等黏土礦物而表現(xiàn)出顯著的親水性,對環(huán)境的溫濕度變化十分敏感,呈現(xiàn)出隨濕度、溫度變化而反復(fù)脹縮、產(chǎn)生膨脹壓力或收縮裂縫等現(xiàn)象,給工程的安全運維帶來了嚴重危害。例如,近年來,建設(shè)在中強膨脹土區(qū)的高速鐵路路基易產(chǎn)生上拱下沉等病害[1];西南地區(qū)某大型膨脹土深基坑連續(xù)發(fā)生兩次滑坡[2];南水北調(diào)中線工程發(fā)生了局部渠段膨脹土邊坡變形、裂縫等問題[3]。事實上,上述張拉裂隙的形成與滑坡的出現(xiàn)均與膨脹土的抗拉強度密切相關(guān)。但在工程設(shè)計中土的抗拉強度指標往往被技術(shù)人員忽略。一方面是由于相對土的抗壓和抗剪強度,抗拉強度數(shù)值較小;另一方面,土的抗拉強度測試對試驗裝置的精度要求較高且結(jié)果容易呈現(xiàn)出較大的離散性[4-5]。

巴西劈裂試驗作為一種間接的抗拉強度測量方法,在巖石等脆性材料的抗拉強度測定中得到了廣泛應(yīng)用[6-10]。近年來,一些學(xué)者逐步嘗試將其應(yīng)用于土樣的抗拉強度測試中,如文獻[11]采用巴西劈裂試驗對溫度高于-2 ℃的凍結(jié)黏土和凍結(jié)粉質(zhì)黏土進行抗拉強度的測定與分析;文獻[12]同樣采用該方法系統(tǒng)研究了不同溫度、干密度和含水率時凍結(jié)膨脹土的拉伸行為;文獻[13]基于巴西劈裂試驗探究了高吸力(較低含水率)下壓實膨潤土抗拉強度的演化規(guī)律。然而,上述研究對象主要聚焦于脆性較強的凍土材料或高吸力試樣,而膨脹土是一種高液限黏土,在較寬的含水率范圍內(nèi)表現(xiàn)出很強的塑性,因此采用巴西劈裂試驗測定膨脹土抗拉強度時有必要對其適用性進行探討。

土體的破壞特性受控于破壞應(yīng)力與破壞應(yīng)變的耦合效應(yīng),為綜合考慮兩者對土體破壞特性的影響,一些研究人員嘗試將能量指標引入土體的破壞特性分析。例如,文獻[14]采用破壞應(yīng)變比能對靜-動荷載作用下凍結(jié)黏土抵御破壞的能力進行對比分析;文獻[15]研究了圍壓與含水率對凍結(jié)砂土破壞應(yīng)變能密度的影響。總體而言,從能量角度研究土樣破壞特性的相關(guān)報道還很少,尤其針對膨脹土的相關(guān)研究尚未涉及。

鑒于此,本文以南水北調(diào)中線葉縣段膨脹土為研究對象,通過試驗驗證巴西劈裂試驗在膨脹土試樣抗拉強度測定中的適用性,并在此基礎(chǔ)上較為系統(tǒng)地探討含水率和干密度對膨脹土抗拉強度及加載過程中能量演變的影響,以期為膨脹土相關(guān)工程的病害防治提供參考。

1 試驗土料與試樣制備

1.1 試驗土料

本次試驗取用南水北調(diào)中線工程葉縣附近段的膨脹土。按照土工試驗方法標準[16]對該膨脹土進行基本物理特性測試,獲得相關(guān)物性參數(shù):該膨脹土最大干密度ρdmax為1.60 g/cm3,最優(yōu)含水率ωopt為21.7%,顆粒比重G為2.67,塑限含水率ωP為26.3%,液限含水率ωL為70.8%,塑性指數(shù)IP為44.5,自由膨脹率為59%,屬于弱膨脹土。

1.2 試樣制備

試驗選用直徑61.8 mm、高50 mm的標準重塑圓柱樣,采用分層擊實法[5]。步驟如下:1)將土料風(fēng)干、碾碎、過2 mm篩后測定初始含水率;2)根據(jù)目標含水率均勻噴灑定量水并置于密封袋內(nèi)浸悶;3)待水分充分交換、分布均勻后,取一定質(zhì)量土置于三瓣模具中,沿高度方向分兩層擊實,第一層土料擊實后對表面刨毛,再擊實第二層土料;4)將擊實成形的試樣脫模后用保鮮膜包裹,放置24 h以上,使擊實過程中產(chǎn)生的超靜孔隙水(氣)壓力充分消散。試樣制備及裝置如圖1所示。

圖1 試樣制備及裝置

2 試驗方法與試驗方案

2.1 試驗方法

采用巴西劈裂試驗對養(yǎng)護完成的膨脹土試樣進行抗拉強度測試,其中,采用尖狀壓塊的加載方式,根據(jù)相關(guān)研究[12]可知,該加載方式下破壞面形態(tài)符合巴西劈裂試驗的基本假定。具體試驗步驟如下:將膨脹土試樣沿高度方向水平放置,使試樣與“V”型鋼制墊條相接觸形成線荷載,以2 mm/min速率加載直至試驗結(jié)束[12]。巴西劈裂試驗的動力裝置采用多功能壓力試驗機(圖2),該試驗機由加載系統(tǒng)與控制系統(tǒng)兩部分組成。加載系統(tǒng)的荷載傳感器最大量程為10 kN,精度為±0.1%,位移傳感器精度為±0.5%。試驗機具有自動采集與處理數(shù)據(jù)的功能,可實時繪制荷載與軸向位移關(guān)系曲線。

圖2 巴西劈裂試驗裝置

土壤基質(zhì)勢表征土壤水的能量,反映土體的持水能力,其對非飽和土的強度產(chǎn)生直接影響。為進一步解析膨脹土劈裂拉伸破壞機理,本文采用濾紙法對試樣基質(zhì)吸力進行量測(圖3),具體試驗步驟[18]如下:取擊實后的兩個直徑為61.8 mm、高為25 mm的相同圓柱樣,在兩土樣中間水平放置烘干后的濾紙(濾紙分3層,中間層直徑為5.5 cm,用于測試;上下層直徑為6 cm起保護作用),并用膠帶密封接縫處。試樣放入密封罐置于恒溫環(huán)境下10 d,待濾紙與試樣水分交換平衡,將濾紙迅速取出稱重、烘干再稱重,計算濾紙含水率,從而根據(jù)率定曲線方程獲得試樣的基質(zhì)吸力。

圖3 基質(zhì)吸力量測裝樣照片

2.2 試驗方案

設(shè)計試驗方案見表1,其中含水率為25.7%,干密度為1.6 g/cm3的試樣理論飽和度已達到1。為確保試驗結(jié)果可靠性,各試驗工況均設(shè)置兩個平行試樣,當(dāng)兩個試樣抗拉強度值的相對誤差小于5%時取其平均值作為該工況的抗拉強度,否則補做試樣[19];基質(zhì)吸力的量測方案同表1,各試驗工況均設(shè)置3個平行試樣,共計100個試樣。

表1 試驗方案

3 試驗結(jié)果與分析

3.1 膨脹土巴西劈裂試驗適用性探討

3.1.1 試樣破壞過程及最終破壞形態(tài)

試驗范圍內(nèi)土樣均呈現(xiàn)出類似的破壞特征。圖4給出了含水率為17.7%,干密度為1.52 g/cm3膨脹土試樣的劈裂過程及裂隙擴展照片,以此為例,膨脹土在進行巴西劈裂試驗時的力-位移關(guān)系曲線可劃分為3個階段:A點為加載起點,荷載經(jīng)歷近線性的AB段,可近似認為試樣微小單元內(nèi)受拉呈線彈性變形[20],至峰值B點,試樣表面未出現(xiàn)明顯裂隙;在BC段荷載迅速下降,C點處試樣出現(xiàn)了肉眼可見的裂縫;CD段荷載持續(xù)跌降,試樣裂隙不斷發(fā)育擴展,直至D點后試樣完全破壞。圖5給出了不同試驗工況下試樣的最終破壞形態(tài)。可以看出,破壞后的試樣主要沿著加載方向的一條主裂隙貫通,裂隙兩側(cè)基本呈對稱分布,幾乎未出現(xiàn)次生裂隙。但部分試樣存在偏斜稍明顯的裂縫,這是因為土樣本身為顆粒體材料,加載過程中試樣內(nèi)部可能發(fā)生沿顆粒邊界擴展的多次劈裂。此外,巴西劈裂裝置的加載墊條貫入試樣的深度很小,加載接觸點處塑性變形區(qū)也很小,宏觀上講,各工況下膨脹土試樣的劈裂破壞形態(tài)符合巴西劈裂試驗的理想破壞形態(tài)。

圖4 膨脹土典型劈裂裂隙擴展過程

圖5 膨脹土劈裂破壞情況

3.1.2 脆性指標

巴西劈裂試驗最初用于測量巖石等脆性材料的抗拉強度,而膨脹土在一定含水率范圍內(nèi)表現(xiàn)出較強的塑性。鑒于此,對各試驗工況下的膨脹土試樣的脆性特征進行表征。參考文獻[21]建議的脆性指數(shù)判別標準,將試驗所獲的力-位移曲線峰值前的擬合曲線斜率k1,峰值后的擬合曲線斜率k2(圖6)類比得到新的脆性指數(shù):

圖6 力-位移曲線斜率擬合示意圖

B=1-exp(k2/k1)

(1)

圖7為20組試樣峰值前、后擬合曲線斜率的統(tǒng)計信息。力-位移曲線峰值前、后的線性擬合斜率的絕對值呈相同變化趨勢,隨含水率增加而逐漸減小。圖8為式(1)計算所得的脆性指數(shù)?？梢钥闯?含水率越高,不同初始干密度下試樣脆性指數(shù)差異越大,但總體上,20組膨脹土試樣脆性指數(shù)均趨近1(B>0.63,即脆性很大),也就是說試樣具有較明顯的脆性特征。據(jù)此可知,巴西劈裂法對重塑膨脹土抗拉強度測定具有一定適用性。此外,文獻[22]對壓實黏土進行抗拉強度測試,文獻[13]探究高吸力壓實膨潤土抗拉強度與吸力的關(guān)系均采用巴西劈裂試驗方法,并取得了較好的效果。由此可見,巴西劈裂方法不僅僅適用于類巖石材料的抗拉強度測試,對于具有脆性破壞特征的重塑土樣也值得嘗試。因此,在確定巴西劈裂試驗的適用條件時,宜以是否具有脆性破壞特征為判定準則,而不應(yīng)簡單以土石分類為判據(jù)。

圖7 峰值前、后擬合曲線斜率統(tǒng)計

圖8 脆性指數(shù)分布圖

3.1.3 討論

根據(jù)脆性指數(shù)與試驗劈裂特征初步探討得出:對含水率在17.7%～25.7%之間、干密度在1.36～1.6 g/cm3之間的重塑膨脹土試樣,巴西劈裂試驗具有較好的適用性。但仍存在以下局限性:對間接獲取的抗拉強度準確性尚未開展研究分析,有待采用其他拉伸方法進行對比驗證;對于試驗范圍以外如高于塑限等試樣的適用性則需重新根據(jù)脆性指標、試樣破壞形態(tài)、加載尖端貫入度等進行綜合判定。針對土樣這一顆粒材料可能呈現(xiàn)的弧形劈裂面特征,后續(xù)可采用聲發(fā)射儀與DEM數(shù)值模擬進一步探究試樣加載過程中的結(jié)構(gòu)變化特征與裂縫擴展規(guī)律。

3.2 力-位移曲線

力-位移曲線可清晰地反映出試樣加載過程中發(fā)生劈裂破壞的力學(xué)行為演化特征。相同含水率變干密度、相同干密度變含水率試樣組的力-位移曲線具有一定的相似性,分別選取一組為例進行說明。圖9(a)給出了試樣初始干密度為1.52 g/cm3,含水率分別為17.7%、19.7%、21.7%、23.7%、25.7%的徑向壓力-位移曲線?？梢钥闯?5組曲線先期呈線性上升趨勢,且隨含水率升高,徑向壓力峰值逐漸減小,而峰值對應(yīng)位移則逐漸增加,這主要是因為較厚的水膜使土顆粒間相對滑動更容易;徑向壓力達到峰值后,徑向壓力隨位移增大急劇減小,下降速率隨含水率增大有所減緩。5組曲線形態(tài)的差異是土樣所處不同稠度狀態(tài)的宏觀表現(xiàn),即液性指數(shù)越小土樣越堅硬,反之則偏松軟。根據(jù)液性指數(shù)范圍(即IL=-1.933～-0.013 5)也可判斷出該試驗范圍內(nèi)所用土均屬“堅硬土”范疇[23],這從另一個角度證明了巴西劈裂法對試驗范圍內(nèi)的膨脹土試樣抗拉強度測試是適用的。圖9(b)給出了含水率19.7%時,干密度分別為1.36、1.44、1.52、1.6 g/cm3時試樣的徑向壓力-位移曲線。隨著干密度的增大,試樣的徑向壓力峰值逐漸增大,其對應(yīng)位移也逐漸增加,這主要是因為顆粒間嵌固度增大,破壞時需要更大的變形來分離粒間作用;在徑向壓力達到峰值后,徑向壓力隨位移增加開始驟降,下降速率隨干密度減小有所減緩。

3.3 抗拉強度

巴西劈裂試驗測得的膨脹土試樣抗拉強度可以采用式(2)進行計算[24]:

(2)

式中:σt為抗拉強度,kPa;Pmax為峰值荷載大小,kN;d為圓柱形試樣直徑,m;L為試樣高度,m。

3.3.1 含水率的影響

基質(zhì)吸力的準確測定可為膨脹土強度特性的機理解析提供新的思路。本文采用雙圈No.203型濾紙,其基質(zhì)吸力率定曲線由文獻[25]在1250型壓力膜提取器中率定得到,率定曲線方程可表示為

(3)

式中:hm為基質(zhì)吸力值,ωfp為濾紙含水率。

圖10給出了不同初始干密度試樣抗拉強度隨含水率變化的關(guān)系曲線?？梢钥闯?各干密度工況下試樣的抗拉強度均隨含水率的增大而減小,并且干密度越大,試樣抗拉強度隨含水率增加而降低的速率越大。例如,干密度為1.60 g/cm3試樣在含水率由17.7%升至25.7%時,抗拉強度值減小約27 kPa,而干密度為1.36 g/cm3試樣相應(yīng)減少約14 kPa。在含水率同幅度的變化下,高干密度試樣抗拉強度增減變幅更明顯,這是由于顆粒排列較密,顆粒間、顆粒與孔隙水的宏觀作用更顯著,影響抗拉強度的敏感度更高。圖10也給出了試樣基質(zhì)吸力隨含水率變化的擬合關(guān)系,不難看出,不同初始干密度試樣的基質(zhì)吸力隨含水率增大均呈現(xiàn)減小的趨勢。

圖10 不同干密度試樣基質(zhì)吸力、抗拉強度與含水率關(guān)系

土樣發(fā)生拉伸破壞,主要是因為土顆粒間喪失聯(lián)結(jié)作用[26]。對重塑黏土而言,其聯(lián)結(jié)作用一般源于三部分[27]:1)凝聚力,包括結(jié)合水膜的物化作用,黏土礦物引起的黏結(jié)力和顆粒分子引力等;2)基質(zhì)吸力,包括短程吸附作用與毛細作用;3)包裹在土顆粒外部的鹽份溶于水產(chǎn)生的膠結(jié)作用。相關(guān)研究[28]表明,壓實黏土通常在微觀呈現(xiàn)為“雙孔隙”結(jié)構(gòu),其孔隙一般分為集聚體內(nèi)的小孔隙與集聚體間的大孔隙。由文獻[29]提出的非飽和土有效飽和度概念模型可知,集聚體間的基質(zhì)吸力對土樣抗拉強度具有貢獻,換言之,構(gòu)成土樣抗拉強度的基質(zhì)吸力主要作用于集聚體間。此外,結(jié)合水膜的物化作用引起的凝聚力主要作用于集聚體內(nèi)部小孔隙,而鹽溶液產(chǎn)生的膠結(jié)力在雙孔隙上均有體現(xiàn)。

基于上述機理,對膨脹土抗拉強度隨含水率的變化規(guī)律解釋如下:同一干密度條件下,隨著含水率的增加,集聚體內(nèi)小孔隙水膜增厚,結(jié)合水膜物化作用減弱,黏土礦物間分子引力、黏結(jié)力減小,凝聚力降低;同時,隨含水率增加,聚集體間毛細水含量增多,基質(zhì)吸力減小,基質(zhì)吸力本質(zhì)是水氣界面壓力差值,根據(jù)Young-Laplace方程可知,集聚體間彎液面曲率減小,水氣界面壓差相應(yīng)減小[28]。此外,水溶鹽濃度隨著含水率的增加而降低,集聚體內(nèi)外孔隙膠結(jié)能力均在一定程度上弱化。因此在該試驗范圍內(nèi),隨含水率增大構(gòu)成土樣抗拉強度的3種聯(lián)結(jié)作用均發(fā)生弱化,宏觀表現(xiàn)為抗拉強度減小(圖11)。

圖11 不同含水率土樣微觀作用力示意圖

3.3.2 干密度的影響

圖12為不同含水率工況下試樣抗拉強度和基質(zhì)吸力與干密度的變化關(guān)系曲線。可以看出,不同含水率工況下試樣的抗拉強度隨干密度增大而增加,且含水率越大,試樣抗拉強度隨干密度增加的增幅減小,如含水率為17.7%的試樣在干密度由1.36 g/cm3增至1.6 g/cm3時,抗拉強度值提高約24 kPa,而含水率為25.7%的試樣在這一過程中抗拉強度提高僅約11 kPa,說明高含水率試樣的抗拉強度受干密度影響較小,這是因為土樣內(nèi)大部分孔隙被水體充填,水分潤滑條件下顆粒間咬合摩擦作用較小,增加單位體積的土顆粒數(shù)量也難以大幅有效地增加接觸點與接觸力。

圖12 基質(zhì)吸力、抗拉強度與初始干密度關(guān)系

不同含水率工況下試樣抗拉強度隨干密度增大而增加。從宏觀角度來說,這是由于單元體內(nèi)土顆粒增多,顆粒間接觸點相應(yīng)增多,摩擦嵌固作用更明顯,從而接觸力增加,有效地提高了抗拉強度。從微觀角度來看,隨著干密度的增加,集聚體內(nèi)間距減小,土粒間雙電層[17]部分結(jié)合,形成公共結(jié)合水膜,使得分子力、黏土礦物聯(lián)結(jié)力增強。根據(jù)圖12試樣基質(zhì)吸力隨初始干密度變化的規(guī)律可以看出,在低吸力區(qū),基質(zhì)吸力隨干密度增大有所減小;在中高吸力區(qū),基質(zhì)吸力受初始干密度影響較小,類似的試驗規(guī)律在文獻[30]中也有所呈現(xiàn)。從上述現(xiàn)象中可以推斷,隨著試樣的干密度增加,試樣內(nèi)部的基質(zhì)吸力對膨脹土抗拉強度幾乎沒有貢獻甚至起不利作用。這更進一步說明,試樣抗拉強度隨初始干密度增大的原因并非由基質(zhì)吸力變化引起,而是由粒間接觸點增加、摩擦嵌固作用增大所致。

3.3.3 抗拉強度與含水率、干密度定量關(guān)系的數(shù)學(xué)描述

對試驗數(shù)據(jù)進行回歸分析,得出式(4)與圖13所示的試樣抗拉強度與干密度和含水率的函數(shù)關(guān)系,可以看出,膨脹土試樣的抗拉強度與干密度和含水率之間的關(guān)系可以用一空間曲面方程很好地描述,該方程的建立可以實現(xiàn)不同工況下膨脹土抗拉強度的快速評估。

圖13 抗拉強度與初始干密度和含水率的關(guān)系

(4)

式中:ω為試樣含水率;ρd為試樣初始干密度,g/cm3;a、b為與初始干密度相關(guān)的擬合參數(shù)。

3.4 能量特征

試樣的破壞過程是能量吸收、耗散與釋放的綜合過程[31-32]。從能量變化角度對土樣應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系進行解釋可加深對土樣破壞特性的認知,現(xiàn)有研究[15-16,31-33]多采用破壞應(yīng)變能密度作為衡量能量大小的指標。考慮到巴西劈裂試驗是間接測量土樣抗拉強度的方法,其應(yīng)力-應(yīng)變曲線不具直接物理意義,因此,本文采用破壞能這一指標來綜合表征土樣抗破壞能力,其大小由試樣力-位移曲線自加載點至峰值破壞點的下部包絡(luò)面積確定[23-24]。該指標能夠綜合表征試樣加載后的破壞特性,即破壞能越大,土樣破壞前所儲存的能量越高,抵抗破壞的能力越強。

圖14為各含水率下不同初始干密度試樣的能量吸收過程線,曲線末端對應(yīng)的吸收能即為破壞能?？梢钥闯?能量吸收過程線均呈“拋物線”形態(tài):在加載初期,能量隨位移增加吸收較慢,呈下凹形態(tài),隨位移持續(xù)地增加,能量吸收速率不斷增長,這是徑向壓力近線性增長的結(jié)果。在含水率為17.7%～21.7%時,干密度從1.36 g/cm3增至1.6 g/cm3,試樣的破壞能有較大增幅,分別為0.576、0.612、0.536 J,這說明該含水率區(qū)間,試樣增大初始干密度可以有效地提高其抗破壞能力。然而,在含水率為23.7%～25.7%時,破壞能隨干密度的增加其增幅明顯減小,分別為0.348、0.343 J,說明初始干密度對試樣抵抗破壞能力的影響減弱。將吸收能割線斜率作為衡量平均吸收能量快慢的指標,可以發(fā)現(xiàn),試樣吸收能量的速率隨著干密度的增加而顯著增大、隨含水率的增加而顯著減小。

圖14 能量吸收過程線

進一步地,圖15給出了不同干密度下膨脹土試樣的破壞能隨含水率的變化關(guān)系?？梢钥闯?試樣的破壞能隨含水率的增加而減小,但其變化規(guī)律與試樣抗拉強度隨含水率增加而減小的趨勢明顯不同。由圖10可知,試樣的抗拉強度隨含水率的增加近似線性降低;而試樣的破壞能隨之近似呈現(xiàn)出雙線性特征,也即是說,存在一個“臨界含水率”使得試樣破壞能隨含水率增加而降低的速率發(fā)生明顯的減小。這是因為當(dāng)試樣高于“臨界含水率”時,峰值破壞力雖減小,但破壞位移顯著增加,使得破壞能趨于穩(wěn)定或下降緩慢。因此,將“臨界含水率”用以表征土樣結(jié)構(gòu)力由顆粒嵌固作用主導(dǎo)向孔隙水黏滯作用主導(dǎo)的轉(zhuǎn)折點。且“臨界含水率”呈現(xiàn)出隨試樣干密度增加而增大的規(guī)律,這是因為密實樣顆粒間嵌固作用大,在高含水率下才起明顯的潤滑作用;反之,低密度試樣粒間接觸作用弱,低含水率下水分便具較強的潤滑作用。在工程實踐中,僅關(guān)注強度大小往往會忽視由變形引起的結(jié)構(gòu)破壞。破壞能的提出可為工程設(shè)計提供一定借鑒:如在滿足強度要求的前提下應(yīng)避免高于“臨界含水率“的土樣或重點關(guān)注其破壞變形量;在滿足抗拉強度及破壞變形前提下,可根據(jù)土體抗破壞能力進行經(jīng)濟比選。綜上所述,單以抗拉強度指標作為土體抵抗拉伸破壞能力的判別標準具有局限性,工程中可考慮將能量指標作為一輔助指標對土體抗破壞能力進行更加準確地表征和判斷。

圖15 膨脹土劈裂破壞能與含水率關(guān)系曲線

4 結(jié) 論

本文基于巴西劈裂試驗較為系統(tǒng)地探究了含水率和干密度對重塑膨脹土抗拉強度的影響,并提出采用破壞能指標從能量演化角度對其破壞特性進行定量描述的方法,得出以下結(jié)論:

1)通過提出的脆性指數(shù)及試樣劈裂后的破壞特征可界定巴西劈裂試驗對試驗范圍內(nèi)的重塑膨脹土具有適用性。

2)試驗范圍內(nèi)的膨脹土具有統(tǒng)一的力學(xué)行為。表現(xiàn)為試樣加至峰值荷載時,劈裂面未出現(xiàn)明顯裂縫;于峰值荷載后,劈裂面出現(xiàn)了可觀察到的宏觀裂縫。

3)膨脹土抗拉強度與含水率呈負相關(guān)關(guān)系,且干密度越大減幅越大;與干密度呈正相關(guān)關(guān)系,含水率越大增幅越小。

4)試樣破壞能與抗拉強度隨初始干密度及含水率具有相似的變化趨勢,但存在一“臨界含水率”使得破壞能隨含水率增加近似呈現(xiàn)出雙線性降低趨勢,且該“臨界含水率”隨干密度的增加而增大。