膨脹土為一種具有顯著(zhù)脹縮性的特殊性土，其廣泛分布于世界各地并造成各種工程問(wèn)題。工程中存在各種動(dòng)荷載如地震、交通荷載和樁基貫入等，使得許多巖土工程結構物如擋墻、地基等常處于小應變狀態(tài)（＜0.1%），因此土體的變形特性受到越來(lái)越多的關(guān)注。土體小應變剪切模量是分析土體或土工結構物變形特性和動(dòng)荷載作用下場(chǎng)地動(dòng)反應所需的關(guān)鍵參數，隨著(zhù)變形的增大，小應變剪切模量通常表現出非線(xiàn)性衰減特性。目前多采用經(jīng)驗模型來(lái)描述土體小應變剪切模量的非線(xiàn)性衰減特性，缺乏對土體小應變剪切模量非線(xiàn)性衰減機理的研究。另外，改性膨脹土通?？勺鳛榻ㄖ牧箱佋O路基，為此需要針對性研究交通動(dòng)荷載下改性膨脹土小應變剪切模量的非線(xiàn)性衰減特性。 

　　中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所特殊土土力學(xué)組研究團隊通過(guò)共振柱試驗系統研究了土體結構、平均有效應力、加卸載應力路徑和振動(dòng)循環(huán)次數對膨脹土小應變剪切模量的影響，揭示了土體小應變剪切模量的非線(xiàn)性衰減規律，并提出了反映土體小應變剪切模量演化規律的統一損傷模型。同時(shí)，采用石灰對膨脹土進(jìn)行改性，研究了石灰改性膨脹土小應變剪切模量的非線(xiàn)性衰減特性。研究發(fā)現土體小應變剪切模量的非線(xiàn)性衰減特性本質(zhì)上可看作是土體變形導致的損傷行為，且土體小應變剪切模量的非線(xiàn)性衰減規律均可通過(guò)統一損傷模型進(jìn)行描述。石灰能夠很好地提升膨脹土的小應變剪切模量，但同時(shí)也增大了膨脹土的脆性，工程中建議采用少量的石灰對膨脹土進(jìn)行處理。該研究可為小應變范圍內巖土工程變形分析提供理論和實(shí)際指導。  

　　相關(guān)研究成果近期發(fā)表于Engineering Geology和Journal of Soils and Sediments期刊上。研究工作獲得國家重點(diǎn)研發(fā)計劃（No.2019YFC1509901）的資助。  

　　論文鏈接：  

　　https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2023.107017  

　　https://doi.org/10.1007/s11368-023-03570-3  

圖1 膨脹土小應變剪切模量衰減規律

圖2 損傷模型結果與試驗數據比較

圖3 石灰改性膨脹土小應變剪切模量衰減特性

圖4 石灰改性膨脹土微觀(guān)結構特征