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1.
南阳膨胀土的水分特征和强度特性研究   总被引:17,自引:1,他引:16  
缪林昌  刘松玉 《水利学报》2002,33(7):0087-0092
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。  相似文献
2.
非饱和土的渗透系数   总被引:7,自引:1,他引:6  
非饱和土的渗透系数是分析水分和物质迁移的重要参数,直接测量非饱和土渗透系数的代价较高,且直接测量的精度较差,因此间接估算非饱和土渗透系数成为很好的选择。分形理论适合用来描述多孔介质的结构和透水性。本文建立了土体孔隙分布的分形模型,导出用分维和进气值表示的水分特征曲线和渗透系数的理论表达式。与实验结果的比较表明,用分形模型计算得到的水分特征曲线和渗透系数与试验结果一致。  相似文献
3.
考虑应力引起孔隙比变化的土水特征曲线模型   总被引:7,自引:2,他引:5  
土水特征曲线在非饱和土力学中扮演着非常重要的角色,它已在岩土工程和环境岩土工程得到广泛应用.利用GCTS土水特征曲线仪,测定了无压和一定固结压力下的非饱和黄土土水特征曲线,引入“水土体积比”对已有文献中Saskatchewan粉土、Indian Head冰碛土和黄土的土水特征曲线数据进行分析,结果发现水土体积比随基质吸力的变化在一定应力所致孔隙比(预先固结和固结所致)和基质吸力范围内可归结为一条曲线.基于此认识,对van Genuchten模型进行改进,提出了一种考虑应力引起孔隙比变化的土水特征曲线模型,并验证了该模型的正确性,为研究非饱和土的力-水耦合本构关系提供了一条新思路.  相似文献
4.
土壤水分特征曲线测定过程中土壤收缩特性研究   总被引:4,自引:0,他引:4  
邢旭光  赵文刚  马孝义  张云龙 《水利学报》2015,46(10):1181-1188
为探求不同土壤水分特征曲线拟合模型的适宜性以及离心机法测定过程中的土壤收缩特性,选取云南黏壤土(KM)、辽宁砂壤土(SY)、新疆砂壤土(KL)和山东壤土(LY),分别对土壤水分特征曲线进行测定并拟合,而后对测定过程中土壤的收缩度及其收缩特性进行分析。结果表明,对于KM、SY、KL 和LY:(1)当吸力从0 增至7 000 cm 时,土壤含水率逐渐减小,且减小速率呈现“降低-增加-降低”趋势;(2)各土壤水分特征曲线经验模型均表现出良好的模拟效果,适宜模型分别为VG-M(m,n)、LND-M、VG-M(1-1/n,n)和VG-B(m,n),其中VG 模型可作为最优模型同时对4种土壤进行土壤水分特征曲线拟合;(3)在土壤水分特征曲线测定过程中,土壤有效收缩度与吸力满足对数函数关系(R2=0.82 ~ 0.97),4种土壤收缩量表现为SY > KM > LY > KL,且容重增加了0.19 ~ 0.46 g/cm3;(4)基于土壤收缩特征值可将土壤收缩过程大致分为伪饱和段、结构段和超正常段,且对于4种土壤,3个收缩段均可以用直线模型描述,但各收缩段的吸力范围存在差异。  相似文献
5.
土壤水分特征曲线模型对数值模拟非饱和渗流的影响   总被引:3,自引:2,他引:1  
土壤水分特征曲线直接影响非饱和渗流场压力水头和含水率的预测结果.Brooks-Corcy模型和van Genuchten模型是目前运用最广泛的土壤水分特征曲线模型.本文给定三种不同质地土壤(粘土、砂土和砾石)的BC模型参数,根据Morel提出的BC模型与VG模型等价的参数关系计算出VG模型参数.采用上述两模型分别对这三种土壤进行了均质土柱的入渗过程模拟.两种模型的计算结果有一定差别.三种土壤土柱的VG模型湿润锋推进速度都比Bc模型大.由于粘土的初始含水率接近饱和,BC模型和VG模型的渗流场差距最大.粘土土柱上表面压力水头的变化幅度BC模型小于VG模型,而含水率的变化幅度BC模型大于VG模型.砂土和砾石土柱上表面压力水头和含水率的变化幅度都为BC模型大于VG模型.砂土土柱BC模型和VG模型的渗流场差距随入渗时间的持续而加剧.  相似文献
6.
考虑体积变化的非饱和膨胀土土水特征   总被引:3,自引:1,他引:2  
为探讨吸力作用下膨胀土体变特征对土水特征的影响规律,开展了一系列完整的脱湿阶段试验,获得了5种不同初始孔隙比的荆门压实膨胀土各级吸力下的重力含水率与体积变化。试验结果表明:不同初始孔隙比下的重力含水率一吸力曲线有交叉与聚拢现象;体积含水率一吸力曲线的交叉现象更为显著;而饱和度一吸力曲线未出现交叉,相同吸力下初始孔隙比大的土样具有更低的饱和度,体现出土水特征与体变特征的耦合效应。基于试验成果,从土的基本体积一质量关系出发,以初始孔隙比与吸力为变量,在一个统一的框架内,构建了吸力作用下的体变方程、分别用重力含水率与饱和度表征的土水特征曲线方程,该方程能够描述任意初始孔隙比条件下膨胀土干缩过程中重力含水率、孔隙比与饱和度随吸力的变化规律。  相似文献
7.
非饱和土的土-水特征曲线的试验研究及应用   总被引:1,自引:0,他引:1  
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。  相似文献
8.
土壤粒径分布的分形特性常由单一分维数来描述,这一分形参数可作为土-水特征曲线模型中的常数。但实验证据显示,单一分维数不足以描述某些黏性土在整个粒径范围土粒的分形分布。为了评估粒径分布的多重分形参数预测土-水特征曲线的效能,对3 个黏土样实测粒径分布和土-水特征曲线,研究粒径分布的多重分形特性,并利用分形模型预测土-水特征曲线。研究发现,在较为宽泛的粒径范围,土的粒径分布存在3个不同分维数的土粒区域,分维数的大小与土粒区域的粒径大小有关。粒径越大的区域,分维数越大;利用不同区域的分维数预测土-水特征曲线并与实测结果比较,显示模型预测对多重分形参数较为敏感,采用大粒径区域分维数的计算结果与实测数据甚为吻合。虽然多重分形参数精确描述了土粒的分形分布,但在预测土-水特征曲线时应考虑粒径分布分形标度性质的差异。  相似文献
9.
压缩变形影响下的土-水特征曲线及其简化表征方法   总被引:1,自引:1,他引:0  
非饱和土的本构关系研究需获得任意压缩变形条件下的土-水特征曲线,但试验测量往往只能给出特定状态下的土-水特征曲线。压缩变形改变了土体孔隙分布特性,从而影响其土-水特征曲线。采用压汞技术、核磁共振技术、扫描电镜研究压缩变形条件下土体孔隙孔径分布的变化规律,基于实测及已有试验数据研究土-水特征曲线变化规律,通过孔径分布变化规律阐释压缩变形影响土-水特征曲线的机制。研究结果表明:在不同的压缩变形条件下,土体(单位颗粒质量)的累计孔隙体积分布整体上呈现“扫帚型”分布,质量含水率表示的土-水特征曲线也呈现相似的分布,二者变化规律较为一致,从而揭示了土-水特征曲线随压缩变形变化的内在机理。在此基础上,建议了一种压缩变形影响下的土-水特征曲线简化表征方法,其描述的土-水特征曲线与试验结果吻合较好。  相似文献
10.
考虑体积变化的非饱和膨胀土土水特征   总被引:1,自引:0,他引:1  
为探讨吸力作用下膨胀土体变特征对土水特征的影响规律,开展了一系列完整的脱湿阶段试验,获得了5种不同初始孔隙比的荆门压实膨胀土各级吸力下的重力含水率与体积变化。试验结果表明:不同初始孔隙比下的重力含水率-吸力曲线有交叉与聚拢现象;体积含水率-吸力曲线的交叉现象更为显著;而饱和度-吸力曲线未出现交叉,相同吸力下初始孔隙比大的土样具有更低的饱和度,体现出土水特征与体变特征的耦合效应。基于试验成果,从土的基本体积-质量关系出发,以初始孔隙比与吸力为变量,在一个统一的框架内,构建了吸力作用下的体变方程、分别用重力含水率与饱和度表征的SWCC方程,方程能够描述任意初始孔隙比条件下膨胀土干缩过程中重力含水率、孔隙比与饱和度随吸力的变化规律。  相似文献
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