非饱和土的土-水特征曲线的试验研究及应用

利用改进的非饱和土三轴仪,对非饱和土在不同围压条件下的基质吸力与含水量关系的试验研究。并根据试验结果,绘制非饱和土的土-水特征曲线与围压-基质吸力关系曲线。分析曲线规律,拟合基质吸力与体积含水量之间的函数,并通过土水特征曲线计算非饱和土的渗透系数及预测非饱和土的抗剪强度。     

应力作用下非饱和土土-水特征曲线研究

总结有关土-水特征曲线的研究成果,利用非饱和土固结仪进行非饱和重塑粘土试样的土-水特征曲线试验,分析了竖向压力和固结压力对土-水特征曲线的影响,并利用Fredlund 3参数模型对试验数据进行拟合。研究结果表明,竖向压力越高,土-水特征曲线越平缓,空气进入值越大,同吸力下的土体饱和度越大。固结压力的影响与竖向压力相似。     

非饱和黄土的土水特征曲线试验研究

采用压力膜仪对非饱和重塑土在不同干密度下的土水特征曲线进行了研究。试验结果表明: 试样干密度越小, 低吸力段曲线斜率变化越大, 残余含水率越低, 持水能力越差。随着吸力增加, 其含水率随基质吸力增大而减小的幅度越来越小, 最后趋于平缓。采用幂函数对获取的数据进行拟合, 拟合效果较理想。对比 VG 模型, 吻合度较高。同时, 采用微型贯入仪对每级吸力作用下的土样进行贯入试验, 获取基质吸力与地基承载力、 液性指数及压缩模量的关系。     

临江Ⅱ号崩滑体土水特征曲线试验研究

三峡水库蓄水后导致许多滑坡失稳,使人们认识到研究非饱和土性质的重要性.为研究巴东黄土坡滑坡土的非饱和性质,选取临江Ⅱ号崩滑堆积体的滑带土及滑体土作为试验对象,按其天然状态配置成重塑样,分别进行了土水特征试验及变水头渗透试验,得到了滑体土和滑带土在不同基质吸力条件下所对应的体积含水率和渗透系数;并对其土水特征试验曲线进行拟合,Fredlund-Xing方程拟合效果优于Gardner方程和指数衰减方程.同时发现土水特征试验在施加第一级基质吸力时很重要,这将影响试验曲线的形状.研究成果将对水库蓄水作用下的库岸滑坡稳定性评价有指导意义.     

滤纸法测定非饱和膨胀土土水特征曲线试验

针对现实中土体含水量任意变化的情况,采用滤纸法测定非饱和膨胀土任意循环路径下对应的总吸力和基质吸力,得到了任意含水率变化下的总吸力曲线和土水特征曲线。将曲线进行拟合,利用毛细滞回内变量模型进行计算,通过与试验结果对比,验证了该模型对于膨胀土的适用性。结果表明:滤纸法测得的土水特征曲线与传统方法测得的曲线大致相同。含水量任意变化下的曲线不与完整脱、吸湿曲线重合,相同含水率下,脱、吸湿开始点之间含水率差值越小,脱湿后吸湿的曲线,基质吸力越高;吸湿后脱湿的曲线,基质吸力越低。毛细滞回内变量模型适用于非饱和膨胀土,计算结果与实际值能较好吻合。     

非饱和残积土土-水特性研究及基质吸力估算

残积土在我国南方分布十分广泛,是工程建设及地质灾害评估中主要遇到的土体之一。非饱和状态下,残积土边坡土体的工程性质不仅取决于土的组成、结构和应力状态,还与土中的吸力密切相关;土-水特征曲线表达了土体中含水量与吸力的关系,是非饱和土研究的重要内容之一。选取福建省有典型代表的凝灰质砂砾岩残积土、凝灰岩残积土以及花岗斑岩残积土3种类型土作为试验土样,测定土样完整的脱湿、吸湿循环过程的土-水特征曲线。鉴于基质吸力测量困难,在Barden非饱和土分类方法的基础上,通过分析具有实际工程意义的含水量情况(饱和度介于50%~90%),总结出的利用饱和度预测基质吸力的简易方法具有针对性和实用性。     

非饱和土渗透系数曲线的分段简化模型

根据影响非饱和土渗透系数变化的主要因素,选取合理特征点将土-水特征曲线划分成4个阶段。在此基础上,对大量数据进行统计分析,建立了一种分段简化模型,用于描述级配不良的非黏性土的非饱和渗透系数曲线,只需知道该模型中特征点的相关参数即可得到完整渗透系数曲线,并通过现有数据进行了验证分析。验证结果表明:在低基质吸力(0＜ψ≤ψ_a)时,lnK-ψ曲线呈线性变化;而当θ_b＜θ≤θ_a时,lnK-lnθ曲线也有类似变化规律。     

膨胀土的土水特性试验研究

膨胀土具有吸水膨胀和脱水收缩的特性,利用非饱和土固结仪对南阳地区膨胀土试样进行了土—水特征试验,并根据试验得到的土—水特征曲线得到:试样的含水率随着基质吸力的增大显著减小;随着轴压的增大,孔隙比减小。当吸力相同时,含水率随孔隙比的减小而增大。     

应力作用下非饱和重塑黏土土水特征曲线研究

利用最新研制的全自动非饱和土固结仪,研究了竖向应力对非饱和重塑黏土土水特征曲线的影响,并采用FX模型,通过最小二乘法对试验结果进行拟合。结果表明,竖向应力越大,试样的空气进入值越大,曲线越平缓,水越难排出,相同吸力下含水率越高。FX模型可以较好的描述本次试验各组试样的土水特征曲线。通过分析拟合参数,提出一个只与竖向应力有关的土水特征曲线经验公式。     

改性玄武岩残积土土-水特征曲线试验研究

为研究地下水对改性玄武岩残积土的影响,采用经过石灰、粉煤灰和水泥改性处理的两种不同配比及未处理土(对照组)进行土-水特征曲线试验,并对试验数据进行了数学模型拟合.研究结果表明:①土-水特征曲线由下降段和平缓段组成,下降段基质吸力对非饱和土的性质影响显著,平缓段影响不显著;②体积含水率随基质吸力的增大而逐渐减小,同时改性...     

基质吸力对非饱和黏土抗剪强度的影响

通过直剪试验,探讨了基质吸力与非饱和黏土抗剪强度的关系,结果表明:含水量对非饱和黏土基质吸力的影响较大,随着基质吸力的增大含水量减小,这种减小的趋势在基质吸力小于400 kPa时较明显;非饱和黏土抗剪强度与基质吸力之间的关系是非线性的,且存在转折点;基质吸力对非饱和黏土抗剪强度的提高有限。     

关于非饱和土抗剪强度几个问题的探讨

由于孔隙气和收缩膜的存在,非饱和土的应力应变关系、抗剪强度等各方面比饱和土复杂,导致其抗剪强度理论的研究进展相对缓慢。在参阅中外文相关资料的基础上,对目前比较有代表性的非饱和土抗剪强度公式：Bishop 公式、Fredlund 公式、非线性抗剪强度公式、与土－水特征曲线有关的抗剪强度公式等进行了讨论,结合以往学者所作的关于应力状态以及土体类型对非饱和土抗剪强度的影响研究,指出土-水特征曲线（SWCC）是这些影响因素的一个联通点,也是今后非饱和土体强度理论研究的重点。     

南阳膨胀土的水分特征和强度特性研究

膨胀土是一种特殊疑难土,随含水量变化具有吸水膨胀脱水收缩的特征,膨胀土的力学特性受含水量或基质吸力的强烈影响,含水量与基质吸力的关系可用水分特征曲线来描述。本文对南阳膨胀土的水分特征进行了试验研究,结果表明：膨胀土的水分迁移与它的初始应力状态有关,干湿循环数对无压饱和土样的水分迁移有较大影响,对有压饱和土样的水分迁移影响较小。有预压力的水分特征曲线受干湿循环的影响较小,能较好地反映膨胀土的土水特征。同时研究了不同吸力状态下非饱和膨胀土的强度特性,并提出了计算吸力强度的双曲模型,该双曲模型能较好地描述吸力对强度的贡献,模型适用性强,参数易于确定,便于在工程实践中应用。     

由水份特征曲线确定吸力摩擦角ψ~b的方法

非饱和土的水份特征曲线和吸力摩擦角ψ～b与土体的微结构有内在联系,从非饱和土的微观结构出发,导出由水份特征曲线确定ψ～b的公式,并与试验结果进行比较,结果一致。     

新型高量程张力计在吸力量测中的应用

一般张力计仅能量测低于100kPa的吸力,超过该吸力后张力计将由于量测系统汽化等原因失去可用性。采用国产普通压力传感器研制了一种能够直接量测大于100kPa吸力的新型高量程张力计。在室内试验中吸力量测值与土样预加吸力一致,验证了400kPa吸力范围内该高量程张力计的响应速度和准确度。把此高量程吸力计应用于0～500kPa范围内高岭土土水特征曲线试验,并与应用轴平移法的压力板仪试验结果比较,进一步验证了该高量程张力计的准确性、持久性和对干湿循环过程的可用性。应用新型张力计在室外进行了长达25天的吸力监测试验,证明了该张力计的长历时可用性和反应速度。应用结果表明,所研制的高量程张力计具有量值准确、反应灵敏、持时长及量测稳定等良好工作性态。