高吸力高温度下2种滤纸率定曲线及其应用

使用15种饱和盐溶液的蒸汽平衡法测试了Whatman No.42和国产双圈203两种滤纸分别在20,40,60,80下的总吸力与滤纸含水率关系,并给出其总吸力率定曲线方程。试验结果表明,2种滤纸的持水性均随着温度的升高而降低。还用2种滤纸分别在20,40,60,80下测定高庙子钙基膨润土在不同温度下的土水特征曲线,试验结果显示用2种滤纸测得的该膨润土土水特征曲线相近,高庙子钙基膨润土随着温度的升高其持水性下降,尤其是温度超过60时,其特征曲线下降更明显,而在高吸力阶段温度对持水性影响不大。     

接触面滑坡滑带土吸力的滤纸法测试

吸力是控制非饱和土状态的一个决定性因素,滤纸法就是一种间接测量吸力的方法,具有成本低、测量范围大、测量精度高等优点。滤纸法测试土样取自甘肃省天水市一黄土–泥岩接触面滑坡的滑带土,该土样的强度对含水率变化非常敏感,因此对该滑带土的非饱和特性的研究至关重要。试验中首先测定了该滤纸干湿两种状态下的平衡时间,然后对试样分别采用干湿两种状态下的双圈牌203和WhatmanNo.42型滤纸进行了对比试验,运用接触式和非接触式方法分别测定试样的基质吸力和全吸力。通过分析对比低吸力段滤纸含水率,确定了滤纸法测试该类土的下限吸力值。采用Oringin软件对试样全阶段基质吸力曲线拟合,确定了相应的拟合参数和合适的拟合方程。为进一步研究和治理该滑坡提供了参考价值。     

荆门非饱和压实膨胀土的吸力特征及其本构方程

 吸力与非饱和土的力学性状密切相关,为探讨非饱和膨胀土吸力变化规律,以滤纸法为研究手段,测定6种不同压实度与13种不同重力含水率组合条件下荆门弱膨胀土的总吸力与基质吸力。试验基本覆盖该膨胀土持水状态与密实状态的可能变动范围。研究表明：土体持水状态与密实状态均对压实膨胀土吸力影响显著。相同密实状态下,吸力随持水程度的增大而降低,且变动幅度较大。相同持水状态下,吸力随密实程度的增大而增大。密实度小的试样吸力变化幅度大,密实度大的试样吸力变化相对平缓。在明确吸力变化规律的基础上,构建吸力–饱和度–孔隙比关系的本构方程,数值再现结果与模型预测结果均表明该方程能够有效描述压实膨胀土在可能密实状态与持水状态范围内的吸力变化规律。     

非饱和重塑弱膨胀土孔隙结构与土–水特征曲线试验研究

为研究压实程度对非饱和重塑弱膨胀土孔隙结构的影响,探讨膨胀土孔隙结构改变对土–水特征曲线的影响。以新疆哈密地区重塑膨胀土为研究对象,采用压汞试验测定压实程度对土样的微观孔隙结构影响,并利用热力学关系模型对膨胀土分形维数进行研究;采用滤纸法试验测量不同初始干密度下重塑土样的土–水特征曲线,提出可考虑压实作用影响的膨胀土土–水特征曲线双参数拟合模型,最后,基于土体孔隙特征,借助毛细管原理计算并结合滤纸法试验数据修正其土–水特征曲线。研究结果表明：随压实程度的增加,新疆哈密地区非饱和弱膨胀土孔隙呈初始三峰状并逐渐趋于双峰状分布,其在微观上表现为大孔隙的压缩引起的大孔隙向小孔隙的转化,孔隙内壁的粗糙程度及孔隙结构的复杂程度提高;土体基质吸力随含水率的增加而降低,相同体积含水率下,土体初始干密度越大,基质吸力越大,双参数模型可较好反映土体初始干密度对膨胀土土–水特征曲线发展规律的影响;基于毛细管原理的土–水特征曲线计算值同滤纸法实测曲线有相同函数模型发展规律,且随试样初始干密度的增加两者呈逐渐“远离”趋势发展;土–水特征曲线修正模型可统一描述非饱和弱膨胀土基质吸力随孔隙结构、含水率及密度状态的发...     

考虑压实度时的土水特征曲线和温度对吸力的影响

取甘肃平定高速路堤黄土,采用张力计量测不同压实度、不同含水率下土样基质吸力随温度的变化;取重庆绕城高速路堤黏土,采用压力板仪量测不同压实度下,土样的土水特征曲线（SWCCs）。试验结果表明：①相同压实度和含水率条件下,基质吸力随温度的升高,近似线性降低;②相同压实度和温度下,随着含水率升高,基质吸力降低;③相同温度和含水率条件下,压实度对SWCCs的影响主要体现在曲线的中段,且压实度越高,影响越大,而在吸力较高段和含水率较高段,压实度对基质吸力的影响很小;④根据不同压实度下重庆黏土的SWCCs,提出了包含压实度的SWCCs直线段的线性表达式,与陈正汉等采用甘肃压实黄土得到表达式相似。     

加湿条件下膨胀土土水特征曲线的试验研究

以合肥市膨胀土为研究对象,利用渗析法和滤纸法试验测得土体不同初始干密度下重力含水率与基质吸力的关系;利用加湿试验测得土样加湿时孔隙比与重力含水率的关系。基于理论分析,求得土体在不同初始干密度下考虑体积膨胀的体积含水率与基质吸力的关系。结果表明:不同初始干密度对应的重力含水率-基质吸力曲线在曲线中部大致重合;不同初始干密度对应的体积含水率-基质吸力曲线与重力含水率-基质吸力曲线的形状有所区别;土样接近饱和时,各初始干密度对应的体积含水率-基质吸力曲线出现交叉。     

鄂北膨胀土坡基质吸力的量测

为了探明膨胀土天然土坡和填方土坡中吸力的变化规律 ,同时比较不同量测方法的效果 ,在湖北省枣阳市大岗坡泵站 ,分别用张力计、热传导探头和滤纸法进行了为期三个月的现场基质吸力量测。本文提交土性指标、吸力测量的结果和有关气象资料 ,并对非饱和土基质吸力的量测方法进行讨论。     

非饱和黄土持水特性的温度效应研究

利用蒸汽平衡法测定了不同温度下(0~40 ℃)Whatman No.42滤纸总吸力与含水率之间的变化关系,并给出了各温度下(0 ℃、5 ℃、10 ℃、20 ℃和40 ℃)该滤纸测量土样总吸力的率定曲线方程。试验结果表明,不同温度下Whatman No.42滤纸的总吸力与其含水率呈良好的线性关系,Whatman No.42滤纸的持水性能随温度升高而降低,且该温度效应随吸力增大而减弱。依据本文所测定的总吸力率定曲线,研究了非饱和重塑黄土土样在不同温度下(0~40 ℃)的持水特性,结果表明,非饱和重塑黄土的持水性能随温度升高而降低,且随着温度的升高或者含水率的降低,该温度效应逐渐减弱。试验结果可为不同温度下利用滤纸法测量土样吸力提供参考依据。     

非饱和膨胀土强度及土水特性室内试验研究

依托某浅埋膨胀土隧道工程,制备不同含水率的土样进行直剪试验,建立了膨胀土强度参数随含水率变化的经验公式,采用滤纸法测得膨胀土在吸湿过程中基质吸力随含水率的变化规律,并依据试验数据对土—水特征曲线按V-G模型进行拟合并确定拟合参数,结果表明:现场膨胀土属于低压缩性土,具有中等膨胀潜势,土体摩擦角随含水率的增加呈线性减小,黏聚力随含水率的增加呈二次抛物线形减小,土—水特征曲线与V-G模型拟合程度较好。     

滤纸法在现场基质吸力量测中的应用

介绍滤纸法现场测量基质吸力的装置和测量结果,并与张力计测量结果、水土特征曲线算得的结果相比较,说明研制的装置简单实用。还介绍了双圈牌滤纸的率定过程和率定曲线,探讨了一些对测量精度有影响的因素。     

滤纸吸力率定的初步研究

本文首先简单介绍了国内外在用滤纸测定非饱和土吸力方面的工作 ,其次介绍了我们进行的国产滤纸吸力的率定工作 ,发现我们的试验结果与国外成果基本一致 ,但认为利用van公式更适合拟合率定曲线     

伊犁黄土总吸力和基质吸力土水特征曲线拟合模型

新疆伊犁黄土具有湿陷性强烈、易溶盐含量高的特点,描述其非饱和土应力状态中的吸力参量时,须同时考虑总吸力和基质吸力两个参量。为此,通过滤纸法开展了不同含盐量下伊犁黄土的土水特征曲线试验,测量了不同含盐下伊犁黄土的总吸力与基质吸力,计算了不同含盐量下土样中溶液浓度,分析了含盐量对湿陷的影响,基于Gardner模型,提出了可以考虑易溶盐含量影响的伊犁黄土总吸力和基质吸力土水特征曲线的拟合模型。研究结果表明:含盐量对新疆伊犁黄土的基质吸力有一定影响,对总吸力与渗透吸力影响较大;土样溶液浓度随着含盐量的增大而增大,总吸力与溶液浓度之间呈线性关系;随着土样内易溶盐含量的增加,土样湿陷系数明显增大;提出的土水特征曲线模型可以考虑易溶盐含量的影响,可以统一描述伊犁黄土总吸力和基质吸力随含水率、易溶盐含量变化的规律。     

Determining osmotic suction through electrical conductivity for unsaturated low-plasticity soils

Determining osmotic suction from the electrical conductivity (EC) of soil pore water was widely reported in the literature. However, while dealing with unsaturated soils, they do not have enough soil pore water to be extracted for a reliable measurement of EC. In this paper, the chilled-mirror dew-point hygrometer and contact filter paper method were used to determine the total and matric suctions for low-plasticity soils with different salinities (0.05‰, 2.1‰, and 6.76‰). A new piecewise function was proposed to calculate the osmotic suction, with the piecewise point corresponding to the first occurrence of precipitated salt in mixed salt solutions (synthetic seawater). EC, ion and salt concentrations used for osmotic suction calculation were transformed from the established relationships of mixed salt solution instead of experimental measurement. The calculated osmotic suction by the proposed equation and the equations in the literature was compared with the indirectly measured one (the difference between the measured total and matric suctions). Results showed that the calculated osmotic suction, especially the one calculated using the proposed function, was in fair agreement with the indirectly measured data (especially for specimens with higher salinity of 6.76‰), suggesting that the transformation of EC and concentrations from the established relationship is a good alternative to direct measurement for low-plasticity soil. In particular, the proposed method could be applied to unsaturated low-plasticity soils which do not have enough soil pore water for a proper EC measurement.     

含盐遗址重塑土的吸力测定及土水特征曲线拟合

在水、盐等多种因素的长期共同影响下,珍贵的交河故城本体普遍形成了表层结皮剥蚀病害,引发遗址不可逆转的破坏。非饱和土的特性与其吸力大小密切相关,因此准确确定土水特征曲线是深入研究土遗址劣化机理的基本前提。针对交河遗址土配制NaCl含量不同的泥浆,采用5种吸力测定方法(盐溶液蒸气平衡法、露点水势仪、滤纸法、压力膜仪和高容量张力计)获取被测土体干燥过程中的总吸力和基质吸力,开展不同方法所得吸力值之间的差异分析,借助van Genuchten(vG)和FredlundXing(FX)两种模型拟合基质吸力的土水特征曲线。结果表明,NaCl对遗址土基质吸力几乎没有影响,但由于引发渗透吸力而使总吸力在高含水率段显著增大。不同吸力测定方法反映的遗址土持水特性大体相似;综合多组试验数据可降低曲线拟合误差,在全吸力范围内获得可靠的土水特征脱湿曲线。vG模型和FX模型的拟合效果都比较好,结果为进一步定量化分析土遗址表层结皮开裂病害的形成演变过程提供了科学依据。     

上海软土土水特征的室内试验研究

详细介绍了滤纸法、渗析法与气相法3种室内土样吸力量测方法,并采用这3种方法获取了上海浅层②1层土在0～1400 kPa范围以及全吸力范围上的土水特征曲线。由此可得以下结论:①明确上海第②1层软土的进气值在110～250 kPa之间;②上海第②1土层的残余饱和度对应的吸力值约为20 MPa;③上海地区软土的减饱和过程具有明显的阶段特征;④低吸力范围内,上海软土土水特征曲线存在明显的滞后性。     

全吸力范围红黏土干湿循环土–水特征曲线

采用轴平移法、滤纸法以及饱和盐溶液蒸汽平衡法3种方法相结合,对单峰(泥浆土)和双峰(压实土)孔隙结构的重塑红黏土土样进行了一系列室内试验,研究了全吸力范围内(0～286.7 MPa)孔隙结构和初始孔隙比对土–水特征曲线(SWCC)的影响,分析了干湿循环下两种土的滞回性及体积变化规律。试验结果表明:不论泥浆土还是压实土,初始孔隙比对SWCC的影响均主要体现在低吸力阶段;孔隙结构对SWCC影响显著,压实土和泥浆土的SWCC分别呈现"双台阶"和"单台阶"特征;初始孔隙比相同时,泥浆土的进气值更大,持水性能更好;干湿循环下压实土的滞回性明显小于泥浆土,但泥浆土的体变更大。