神经网络在公路膨胀土胀缩等级判别中的应用.pdfVIP

文章编号： （ ） 1000 - 9779 2003 02 - 0021 - 05 神经网络在公路膨胀土胀缩等级判别中的应用 陈爱军，杨和平 （长沙交通学院道路与交通工程系，湖南长沙 410076 ） 摘 要：对现有膨胀土胀缩等级评判方法与标准进行了评价，提出了神经网络的评判方法并 结合实例进行验证。结果表明，该方法具有科学性和可行性。 关键词：神经网络； 网络；膨胀土；胀缩等级；试验指标值 LVG 中图分类号： 文献标识码： ! U412 . 22 A 膨胀土是一种对环境湿热变化敏感的塑性粘土，其颗粒高度分散，富含亲水性的粘土矿物，液限大， 胀缩性能大，吸水膨胀软化，失水收缩开裂。在膨胀土地区进行工程建设往往会遇到意想不到的困难和 灾害，已有工程实践表明，膨胀土地区修筑高等级公路常常出现路面开裂、隆起或沉陷，路基边坡溜塌、 滑坡等病害，特别是雨季可能造成全线路基路面结构的破坏，严重时甚至中断交通。 我国是世界上膨胀土分布最广的国家之一，先后发现膨胀土危害的省市已达20 多个，尤其是北京 西安 成都 东南广大区域内。在膨胀土地区进行公路勘察设计，首先需要解决的是对膨胀土的判 - - - 别，正确地将膨胀土与非膨胀土区分；其次是对土的胀缩潜势进行正确的预测，由于膨胀土的物质成分、 土体结构、天然含水量的差异，以及不同区域自然气候环境造成土的膨胀潜势差异很大。如果将膨胀土 漏判会给工程埋下隐患，造成事故；对土的胀缩潜势没有一个正确的预测，就不可能正确设防，同样将给 工程留下隐患。因此，正确评价膨胀土及其膨胀潜势是膨胀土地区公路建设的首要任务。 ! 国内外膨胀土的分类判别方法及评价 膨胀土吸水膨胀、失水收缩的基本原因在于粘土中亲水矿物与水的相互作用，土粒中的粘土矿物晶 格扩张和土中结合水膜厚度的变化引起粘土颗粒间距离的扩大或缩小，从而引起土体体积的增大或缩 小。评定和表征土的膨胀性常用指标有膨胀力、无荷膨胀量、有荷膨胀量和自由膨胀率等；表征土的收 缩性常用体缩率、线缩率、收缩系数、缩限等。另外，胀缩总率也用来表征土的总的变形潜势，而液限、粘 粒含量及塑性指数与膨胀土的胀缩性具有相关性，也可反映土的膨胀潜势的大小。 目前，国内外提出的土的胀缩性判别指标很多，其中有的已纳入国家或部门标准，大体上可归为两 大类：一是按土的物质成分（粘土矿物成分、粒度成分等）分类；二是按土粒与水相互作用所呈现的水理 性质（塑性指数、液限、自由膨胀率、膨胀力等）分类。但在评判方法与标准方面至今仍意见分岐。 !. ! 现有的评判方法与标准 ）矿物鉴别法，即按土的矿物成分及含量确定其胀缩 表 蒙脱石含量判别与分类标准 1 ! % 性等级。蒙脱石和伊利石具有较高的膨胀潜势，以蒙脱石 分类标准 判别标准 为主的膨胀土，胀缩性较大，以伊利石为主的膨胀土，胀缩 弱 中 强 性相对较小，因此只用蒙脱石含量进行评判（表1）。 7 7 !14 15 !25 #25 2 ）按膨胀土野外地质特征分类。这是廖世文根据多 ［］ 年来对膨胀土的研究提出的比较直观、可以大致预测其膨胀势且带有经验性的简便方法 1 ，对于工程 地质勘察人员具有重要的指导意义。以膨胀土的工程地质分类为基础，综合一般规律有如下膨胀土分 ! 收稿日期： 2002 - 09 - 24 作者简介：陈爱军（19