宜昌—当阳—荆门及襄樊—武当山—十堰高速公路遇到大量的膨胀土问题,必须对沿线的膨胀土进行研究,中国科学院岩土力学研究所承担了该项研究,为对膨胀土的特性有较深入的了解,作者参加了襄十高速公路襄武段的调查研究,并总结分析了研究结果,该文结合膨胀土的岩土工程实际问题,从以下几方面探讨并系统阐述了膨胀土的一系列特殊性质和工程技术问题:1.膨胀土的胀缩特性通过大量室内试验数据,阐述了膨胀土的胀缩特征以及胀缩性的影响因素,并做了相关分析,如自由膨胀率与液限的关系;膨胀力与干容重之间的关系;膨胀力与矿物成分的关系等.2.膨胀土的水理性质的研究为确定非饱和膨胀土的水理特性,该文进行了膨胀土饱和渗透试验、水分特征曲线的测定.3.膨胀土变形与强度特性的测定与评述在该项研究成果中,介绍了采用不同于一般常规方法的试验技术和概念,对膨胀土的强度特征进行研究的一系列结果.同时给出了大量实际数据并做出相关分析,如膨胀土在不同湿度下,强度变化的规律等并对影响膨胀土强度的因素做了分析.获得大量有实际意义的数据和结果.4.膨胀土的判别与分类该文在总结了国内外对膨胀土的判别与分类方法的基础上,介绍了灰色聚类法在膨胀土分类中的应用,并利用灰色系统理论中的灰色聚类法对膨胀土的胀缩等级.5.膨胀土在工程中处理方法问题该文论述了膨胀土在路基结构中的处理方法.系统地讨论了在高速公路边坡中采用石灰改性膨胀土的方法,给出了这种方法的应用条件、理论分析、技术指标.6.求解膨胀土问题的数学模型和数值分析利用二维非线性问题有限元程序(NCAP-2D)进行模拟,对膨胀土边坡的稳定性进行分析.该文针对荆宜高速公路和襄十高速公路膨胀土治理工程,对该地区膨胀土的矿物成分、颗粒分析、胀缩特性、化学特性、物理力学特性等进行系统的阐述,并对石灰改性后膨胀土的性质做了阐述.并应用有限元对膨胀土边坡的稳定性进行了分析,这对提高膨胀地区路基设计、施工的整体水平具有重要意义.