非饱和膨胀土剪切强度参数对比试验研究

通过控制基质吸力的直剪和三轴试验,研究非饱和膨胀土强度参数随基质吸力的变化规律.试验结果表明:直剪和三轴试验得出的强度参数随基质吸力的变化规律基本相同,黏聚力随基质吸力的增加而增加,内摩擦角随基质吸力的增加而有所减小.非饱和土的内摩擦角并非常数,也受基质吸力大小的影响,当基质吸力小于或等于土样的进气值时,与基质吸力有关的内摩擦角保持不变,而土样内摩擦角随基质吸力的增大而减小.直剪试验得出强度参数相对三轴试验得出的强度参数偏大.     

重塑非饱和土抗剪强度指标与含水状态变化的关系

土体含水状态的变化对非饱和土强度的影响极为明显,对重塑非饱和粉质粘土抗剪强度进行分析,建立非饱和土抗剪强度的计算模型.通过室内非饱和土快速剪切试验,得到不同含水量的非饱和土抗剪强度指标,根据数值分析,建立重塑非饱和粉质粘土抗剪强度指标与含水量的关系,为工程设计及施工提供依据.     

黄河大堤非饱和土抗剪强度特性试验研究

利用特制的非饱和土三轴仪,进行非饱和土抗剪强度试验,绘制非饱和土不同初始含水量下的应力应变关系曲线及抗剪强度包线,得出含水量与总凝聚力的关系,并比较不同含水量下非饱和土的抗剪强度,拟合两者之间的函数,导出非饱和土的抗剪强度公式。     

非饱和击实粉土强度特性的试验研究

为研究非饱和土样的强度特性及吸力对非饱和土强度的影响,采用GDS非饱和土三轴仪,对非饱和击实粉土样进行了控制吸力的三轴排水剪切试验.试验结果表明:对于同一土体,吸力对其有效黏聚力和有效内摩擦角影响较小,但对吸力内摩擦角有着显著影响;吸力对土体具有一定的强化作用,相同围压、相同应变土样的偏应力随吸力的增大而增加;吸力对土体应力-应变关系曲线的形式影响不大,曲线形式主要取决于土体自身的性质和其应力历史;吸力和吸附强度之间存在着良好的乘幂关系,据此可将Fredlund提出的抗剪强度公式改写成以吸力为直接变量的抗剪强度公式.     

河北省非饱和土含水量与抗剪强度参数关系的试验研究

以河北省非饱和原状土和重塑土为对象,采用常规三轴不固结不排水试验,对不同含水量土样的抗剪强度参数进行了测定,探究土样含水量与抗剪强度参数的关系.证明了含水量对非饱和土的粘聚力有较大的影响,而与内摩擦角的关系不明显,并且内摩擦角有随含水量增加而减小的趋势.这一研究成果加深了工程师对非饱和土的认识,方便了非饱和土研究在工程中的应用.     

河北省非饱和土深基坑稳定性研究

为了研究河北省非饱和土深基坑的稳定性,首先采用三轴试验对不同含水量土样的抗剪强度参数进行了测定,探究土样含水量与抗剪强度参数的关系.然后,以河北省非饱和土基坑工程为例,对含水量不同的非饱和土深基坑边坡的稳定性进行了分析.研究结果表明:含水量变化对非饱和土的粘聚力有较大的影响,随着含水量的增加,土的抗剪强度参数降低,使得相同状态下基坑边坡的稳定安全系数呈现出明显的下降趋势.     

小浪底水库1~#滑坡非饱和土土-水特性试验研究

通过小浪底1#滑坡非饱和土三轴试验对非饱和土土-水特性及围压对基质吸力的影响进行分析.结果表明:基质吸力随体积含水率的增大而连续减小;天然含水率非饱和土工程性质受含水率的影响很大;相同体积含水率试件的基质吸力随围压的增大而非线性减小,含水率同基质吸力之间的关系是连续的.利用多项式函数模型对土-水特征曲线进行拟合并建立土-水特征方程,同时探讨了土-水特征曲线与强度之间的关系并依此建立强度公式.     

EPS颗粒改良膨胀土强度试验研究

选取湖北某边坡工程膨胀土为试验对象,在保持最大干密度和最优含水率的条件下,通过全自动三轴仪对不同掺量的EPS颗粒改良膨胀土进行三轴试验,探究了不同掺量的EPS颗粒与膨胀土抗剪强度间的关系。结果表明：土样主应力差值先快速增加后缓慢增加达到峰值后下降并稳定;素土样峰值强度最大;随着EPS颗粒掺量增加,土样的强度、黏聚力和内摩擦角都有变小的趋势;当掺量超过10%时,改良膨胀土的强度变化不明显;对比黏聚力、内摩擦角和掺量关系曲线表明黏聚力变化比内摩擦角更明显,说明黏聚力受掺量变化影响较大;通过拟合可得到黏聚力、内摩擦角与掺量的关系式。     

冀北地区原状土与重塑土的抗剪强度对比研究

为研究冀北地区原状土与重塑土的抗剪强度特性,对不同法向应力作用下的原状土与重塑土进行了饱和快剪试验和饱和固结快剪试验,分析了原状土与重塑土应力-应变曲线及抗剪强度-法向应力曲线。结果表明：饱和快剪试验中,原状土与重塑土在低于200 kPa的法向应力下具有应变软化的特性,而在高于200 kPa的法向应力下具有应变硬化的特性;饱和固结快剪试验中,原状土在不同法向应力下具有应变软化的特性,重塑土应力-应变变化特征与饱和快剪试验一致。在应变软化状态下,重塑土峰值强度对应的剪切位移小于原状土峰值强度对应的剪切位移。在应变硬化状态下,随着剪切位移的增加,重塑土的剪切应力增加速率高于原状土。在不同法向应力作用下,重塑土的抗剪强度基本低于原状土,其黏聚力c的最大降幅为33.8%,内摩擦角φ的最大降幅为22.0%。     

粉煤灰临界状态力学行为的试验研究

为验证临界状态理论对粉煤灰材料的适用性,基于具有变形数字图像测量系统的GDS三轴试验仪,对干燥粉煤灰试样和饱和粉煤灰试样分别进行常规三轴剪切试验,对比研究了其应力-应变行为的差异,重点研究了饱和粉煤灰材料的临界状态特性,给出了其相应的临界状态方程,并考察了低密度与高密度粉煤灰在变形过程中表面变形场演化的差异。     

含水量变化时非饱和土的变形研究

在非饱和状态下土中含水量的增加一方面将引起容重增大，从而引起压缩变形；另一方面将引起基质吸力的下降，从而引起土变形的回弹。非饱和土的最终变形表现为膨胀还是沉降取决于上述2种变形的综合效应。根据广义Hook定律，Fredlund的双应力状态变量，以及基质吸力与饱和度的关系理论，利用增量原理建立了K0状态下非饱和土的变形关系表达式，利用这一模型可以计算非饱和土含水量变化时的变形问题。研究表明：非饱和土的变形特性取决于土的性质，土中吸力变化前后的分布，所考虑土层的厚度以及应力状态等。     

温度对非饱和路基土吸力影响的研究

季节性的温度变化和日温差变化,导致路基土吸力变化,所以研究温度对非饱和路基土吸力的影响意义较大。用连通侧管式张力计测得路基土在含水量不变化时不同温度下的基质吸力值,发现基质吸力值并非恒定,而是随着温度的升高,近似线性降低,随着温度的降低,其值线性升高。分析温度吸力影响的机理后,提出了温度对基质吸力影响的修正公式,使得基质吸力的测量更为精确。     

非饱和土本构模型研究进展

总结了非饱和土本构模型的研究历史和现状,介绍了非饱和土的各类模型,包括弹塑性模型、广义吸力模型、损伤模型、基于热力学的混合物理论模型.把弹塑性模型分成3个部分进行了介绍:未考虑饱和度影响,考虑饱和度影响但未考虑滞后现象和考虑滞后现象.并介绍了利用热力学和混合物理论建立非饱和土本构模型的新方法,指出了目前非饱和土本构模型研究中存在的问题,给出了今后可能的发展趋势.     

非饱和土渗流变形耦合的数值分析

基于一维非饱和土的渗流-变形控制方程,采用Flex PDE（Partial differential equation）软件对该耦合方程组进行求解分析。该方法突破了解析法对非饱和土导水系数函数的特殊限定,适用于任意的土-水特征曲线表达式;还可考虑到饱和时的渗透系数以及孔隙率是变量。与解析解相比,该数值解表现较高的精度,具有解决非饱和土耦合问题的可行性。计算分析表明,非饱和土渗流-变形耦合作用对暂态孔隙水压力分布产生重要的影响,在降雨入渗过程中需考虑土体渗流-变形耦合的影响。降雨初期,位移随着时间明显增大,地表出现下沉,考虑耦合效应的孔隙水压力慢于非耦合情况,原因是H值为正的。随着降雨持续时间的增大,地表下沉的速度减缓,到最后变形开始稳定。位移的变化快慢与孔隙水压力变化规律相同。地表沉降量还与初始孔隙水压力分布以及H值密切相关。饱和时的渗透系数以及孔隙率对非饱和土降雨入渗以及稳态流的分布产生影响,但对其地表变形产生的影响微弱。     

论土体应力应变关系曲线类型和临界状态

为探讨应力历史对土体本构关系的影响,进行了一系列正常固结土和超固结土的排水剪切常规三轴压缩试验,对比具有不同应力历史的土体应力应变关系曲线发现,对于体应变,超固结比是决定性因素,而体应变对固结压力不太敏感。对于抗剪能力,固结压力是决定性因素,超固结比的影响也不可忽略,超固结比决定了是应变强化还是应变软化,且决定了应变软化的程度,但试样最终会达到一个统一的临界状态,具有大体相同的残余强度。根据塑性体应变与塑性剪应变之间的相互作用原理阐明,土体变形过程中,塑性体应变的变化控制了剪切抗力的升降,从而决定了土体应力应变关系曲线的类型;临界状态实际上是一个纯粹剪切变形过程,其中不发生塑性体应变与塑性剪应变之间的相互作用,压硬性、剪胀性、应力路径相关性统统消失,它与以前所经历的应力历史无关。     

非饱和土三维固结问题探讨

本文推导了非饱和土三维固结控制方程组，它由三个静力平衡方程、一个连续性方程和一个吸力状态方程组成，包含五个基本未知量（三个位移分量、一个孔隙水应力和一个孔隙气应力）．这是不同于前人思路的一种尝试，饱和度可用其它基本未知量表达，不作为独立变量而只作为方程中的可变参数出现．饱和土的Ｂｉｏｔ固结方程可作为该方程组的一个特例而存在．文中还就方程组求解、本构模型和参数测定等问题提出了一些设想．     

不同初始条件对膨胀土剪切特性的影响研究

基于三轴试验,在对南宁膨胀土土样进行多组试验的基础上,研究了在不同压实度、不同围压和不同饱和度条件下的非饱和膨胀土的强度与变形特性,提出了一种单对数-双曲型关系式预测非饱和膨胀土的粘聚力c值,试验结果证明了该关系式在一定范围内的适用性和可靠性。     

非饱和原状土本构模型研究

提出了反映外力和浸润2个扰动因素影响的耦合扰动变量的概念.根据复合材料均匀化理论的思想建立了适用于非饱和结构性土的本构模型,该模型中考虑了水的滞后性与土体变形的耦合作用及饱和度变化对结构性劣化的影响,同时给出了耦合扰动变量的演化方程.将本文模型的预测结果与已有的实验结果进行了对比,本文模型能较好地反映非饱和原状土结构性对土体力学性能的影响,即软化现象.