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膨胀土由于其分布广的地理特点与其特殊的力学特性,易对路堤、边坡、地基等岩土工程造成威胁,而土的流变特性对于土体的力学特性影响甚大,目前关于土体流变特性的研究大多集中在软土,对于硬黏土的研究相对较少。膨胀土作为典型的硬质类黏土,其力学特性的速率效应尚需深入研究。本文以南阳内邓高速路段膨胀土为研究对象,通过以浸水固结天数、制样含水率、剪切速率为控制因素的直剪试验和以应变速率为控制因素的三轴固结不排水试验,分析膨胀土抗剪强度、强度指标与应变速率的变化规律,并结合MIDAS GTS NS有限元软件对膨胀土路堤边坡稳定性进行分析。通过上述研究,得到以下主要成果:(1)在电化学阻抗谱测试试验中,随着干密度的提高,等效电路参数中的溶液电阻_sR和电荷转移电阻_tR不断减小,双电层电容CPE-T逐渐增加。通过拟合_sR,R_t与膨胀土干密度得到良好的线性关系,论述了电化学方法进行膨胀土微结构的表征具有可行性。(2)针对浸水固结1天和10天的原状膨胀土、干密度为1.60g cm~3制样含水率分别为12.6%和22.8%的重塑膨胀土所进行的不同剪切速率的直剪试验:1)当剪切速率为0.02mm/min时,所有应力应变曲线均呈现较弱的应变软化趋势,而0.8mm/min和2.4mm/min的均呈现明显的应变硬化趋势;2)相同条件下,浸水固结1天的抗剪强度总是大于浸水固结10天的,制样含水率为12.6%的抗剪强度总是低于制样含水率为22.8%的;3)剪切速率愈大,抗剪强度越高,粘聚力和内摩擦角越大,且对于粘聚力的影响明显大于对内摩擦角的影响。(3)以干密度为1.60g cm~3制样含水率为22.8%的重塑膨胀土开展不同应变速率的三轴固结不排水试验:1)应变速率从0.0015%/min增至15%/min的所有应力-应变曲线均呈应变硬化趋势;2)围压为25kPa和50kPa时,峰值应力随着随着应变速率的增加而增加,当围压增至100kPa和200kPa时,峰值应力与应变速率的相关性较差;3)应变速率增加,粘聚力增大,内摩擦角减小,另外在0.15%/min与1.5%/min之间,存在一个使得土体强度指标发生骤变的应变速率。(4)路堤的稳定性受土体的粘聚力影响较大,受内摩擦角的影响较小。本文所得结论对于膨胀土抗剪强度特性的应变速率效应及路堤稳定性分析具有一定借鉴作用。