国内外研究现状和发展动态
炭质泥岩广泛分布于我国西南地区，其作为路堤填料已被推广应用[1]，季节性反复降雨使路堤内部处于荷载与浸水状态。已有研究表明，荷载及浸水条件可导致土体抗剪强度降低，进而产生超限湿化变形，且绝大多数路堤失稳都是由于土体抗剪强度不足引起[2-3]。炭质泥岩路堤失稳等灾害与填筑材料的强度劣化及超限变形密切相关，有必要全面深入地研究荷载与浸水条件下预崩解炭质泥岩变形及强度变化特征。因此，许多学者分别采用现场监测、室内试验、数值模拟等方法对公路路堤变形及强度特性进行了深入的探讨。现将路堤变形及强度特性方面国内外学者目前所从事的研究工作进行简要的介绍。
国内外学者针对岩土体的湿化变形已作大量研究，王辉[4]、迟世春[5]等学者认为湿化变形这个概念最早来源于土石坝等水利工程，指土石料填筑体在一定应力状态下浸水，由于部分颗粒浸水软化破碎以及浸水润滑颗粒接触等原因而使颗粒发生相互滑移、破碎和重新排列，从而产生变形，并使土体中的应力发生重分布的现象；谈云志等[6]认为路基土体变形主要包括压缩变形及增湿变形两部分，压缩变形一般会趋向稳定，而因受季节性的气候反复作用，增湿变形将不断累积，路基土体的后期沉降主要取决于由于含水率变化所产生的增湿变形；刘新喜等[7]对复杂应力下的强风化软岩湿化变形进行了试验研究，认为提高路基填土的压实度可有效减少湿化变形；邹德高[8]、杨贵[9]等利用数值模拟的方法研究了岩土体的湿化变形，为相关工程设计提供一定参考依据；毛雪松等[10]、冯蕊[11]等通过原位试验及现场监测对岩土体的变形进行了深入研究，并取得了卓有成效的研究成果；Liu Xinrong[12]、Wang L L[13]等依次针对岩土体的浸水变形开展了大样本的室内试验研究，得到了不同类岩土体的应力-应变曲线，并初步掌握了相关岩土体变形特性的一般规律。申请者所在研究团队也在炭质泥岩填筑路堤的变形方面开展了许多研究工作，笔者[14-17]采用数值模拟方法研究了各种降雨条件下炭质泥岩路堤边坡的稳定性，并探讨了降雨强度、土体饱和渗透系数、土体饱和含水率等降雨入渗参数变化条件下炭质泥岩路堤暂态饱和区时空响应规律。同时还开展了炭质泥岩-土分层路堤在浸水条件下的渗流及变形特征试验，为研究复杂条件下的炭质泥岩路堤湿化变形规律提供了技术及经验积累。除此以外，还有许多学者针对岩土体的变形特性开展了许多研究工作，得到了一些有益的结论。
抗剪强度是土体的重要力学性质，它的准确确定在土的工程性质分析中尤为重要。由于强降雨过程中负孔隙水压力的消失和干湿循环等因素导致的土体强度的降低，路堤失稳等工程问题时有发生。国内外学者针对岩土体的抗剪强度也进行了大量研究，吴珺华[18]、Ulusay R[19]、刘文华[20]等进行了干湿循环作用下不同岩土体的抗剪强度试验研究，对干湿循环前后岩土体的强度进行了对比，表明干湿循环后岩土体的抗剪强度均有一定程度的下降；Zhang B Y [21]、刘翔[22]等利用三轴仪分别对粗粒料和花岗岩全风化土湿化变形后的抗剪强度进行了研究，得到了不同围压、不同湿化应力水平下的湿化情况及轴变与体变间的变化规律。分析表明，试样在湿化过程中均产生了轴变与体变，并且经湿化变形后产生了各向异性。当初始有效围压相同时，各湿化应力水平下的抗剪强度指标c、φ值近似相等，与干样相比，湿样的黏聚力c值减少明显，内摩擦角φ值变化不大。
综上所述，国内外针对岩土体的变形及强度特性研究虽取得了较为丰硕的成果，促进了岩土体湿化变形及抗剪强度相关理论的发展，但仍有一些问题有待研究。首先，现有研究主要针对粗颗粒、膨胀土、风化土等岩土体，而关于预崩解炭质泥岩湿化变形与抗剪强度的室内实验、数值计算及理论研究却鲜有报道，尤其关于抗剪强度与湿化变形关系的研究寥寥可数，且预崩解炭质泥岩与其他类岩土体的变形与强度存在显著差异，例如，其水理性强，高温、降雨交替作用后表面快速剥落，强度迅速降低，适用于其他类岩土体的相关理论并不一定适用于炭质泥岩，室内试验试样尺寸小，费用低，是获取大样本数据的优选方法，因此可通过室内试验对其性能进行研究；其次，季节性降雨使得路堤经受反复干湿循环，长期处于荷载与浸水条件下，对边坡的变形和稳定产生不可忽视的影响[11~12]，而关于荷载与浸水条件下岩土体变形特性及强度规律的研究较少，因而有必要研究各因素对预崩解炭质泥岩变形特性及抗剪强度的影响。
参考文献
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