胀缩特性是膨胀土的三大特性之一,目前国内针对膨胀土的膨胀性研究较多,对收缩特性研究则相对较少,而土的收缩对其物理力学性质也会产生显著影响。膨胀土的胀缩特性主要受其所含的亲水性黏土矿物蒙脱石和伊利石的影响。本文以钠基蒙脱土为主要研究对象,首先研究了不同恒定环境湿度对土体收缩特性的影响;随后研究了恒定湿度环境下初始干密度和含砂量对土体收缩特性的影响。论文的主要内容如下:(1)提出并实施了一套用于恒定湿度与温度环境下的土体收缩试验方法与装置,即在保湿缸底部加入饱和盐溶液,以控制保湿缸内部的相对湿度,保湿缸置于用空调控制温度的房间内,以减小温度变化对盐溶液溶解度的影响以致引起保湿缸内湿度的变化。试验结果表明,保湿缸内湿度保持恒定,土样置入初期缸内湿度会有所升高,但后期则继续保持恒定。(2)研究了初始干密度对蒙脱土收缩特性的影响,试验结果表明:在环境相对湿度不变的情况下,蒙脱土试样初始干密度越小,收缩曲线相对位置越高,最终孔隙比越大;采用三线型模型对收缩曲线进行分析时发现,初始干密度越小,试样基本收缩阶段的斜率越大,残余收缩阶段的斜率值随干密度变化不大,结构收缩阶段的斜率则比较离散。出现上述结果的主要原因是,结构收缩阶段处于试验前期,此时试样体积变化较快较不均匀但观测的数据点较少,斜率拟合数据比较离散。至于基本收缩阶段,试样初始干密度越大,土颗粒体积占比越大,孔隙体积占比越小,土样可收缩空间变小,收缩时土颗粒间摩擦阻力变大,从而出现斜率随干密度增大而逐渐减小的结果。湿度较低的环境中残余收缩阶段的曲线斜率随初始干密度增加而减小,而高湿度环境则较为离散;这主要是由于低湿度环境试样脱湿充分,能够达到土体的缩限,而高湿度环境中试样不能脱湿至缩限。(3)研究了湿度变化对蒙脱土试样收缩过程的影响。试样初始干密度相同时,蒙脱土试样所处环境相对湿度越低,收缩曲线的相对位置越高,且离散性越大。分析收缩曲线可发现,环境相对湿度越高,试样在结构收缩和残余收缩阶段的斜率值越大,在基本收缩阶段斜率值则越小。综合而言,环境湿度越低,试样收缩过程所受影响越明显。主要原因在于,在相对湿度较低的环境中,土体失水速度快,而土颗粒重排列速度相对较慢而开裂,测得的体积偏大;反之,试样的失水速度与土颗粒重排列速度相适应而未开裂或开裂微小,测得的体积较真实,因此出现,环境相对湿度越低拟合出的结构收缩阶段斜率越小;基本收缩阶段是由于低湿度环境中试样在试验初期产生的裂隙在本阶段开始闭合,且土体持续失水使内部孔隙收缩;而高湿度环境中的试样仍然以正常速度进行收缩,从而导致这种现象的产生。残余收缩阶段是由于低湿度条件下试样的收缩在上一阶段已基本完成,而高湿度条件下的试样在此阶段的收缩相对较大造成的。综上所述,相对湿度越低对土体的收缩特性影响越大;当相对湿度较高时,湿度变化对土体收缩特性的影响相对较小。(4)研究了掺砂比对蒙脱土收缩特性的影响,结果表明:当砂土质量比小于15%时,随着含砂量的增加,试样的竖向收缩率、径向收缩率和体积收缩率会逐渐减小;当砂土质量比大于15%时,随着含沙量的增加,试样的竖向收缩率、径向收缩率和体积收缩率会先有一个小幅度的上升,最后变成稳定值。