密度及干湿循环影响下的煤系土土-水特征曲线

利用PF土壤水分特征曲线仪,测定了不同干密度的重塑非饱和煤系土试样的土-水特征曲线;并对其中一组试样进行3次干湿循环试验,并利用VG模型对实测数据进行拟合,初步研究了煤系土土-水特征曲线在干湿循环条件下的变化规律。研究结果表明:干密度对煤系土的土-水特征曲线有较大影响,干密度越大的试样饱和含水率越低,失水速率也越慢,持水能力越好,土-水特征曲线也越平缓;干湿循环作用使得煤系土孔隙相互贯通扩张,孔隙率增大,土体的持水能力减弱,干湿循环对煤系土SWCC的影响主要集中在第1次干湿循环,3次干湿循环后煤系土SWCC基本稳定。     

非饱和粉质粘土土特性的试验研究

简要介绍了非饱和土的吸力概念与土水特征曲线,针对土水特征曲线难以描述的问题,对北京地区普遍分布的非饱和粉质粘土进行研究,利用Tempe压力板吸力仪测出粉质粘土的土-水特征曲线,通过线性拟合分析得出其吸力方程,并对方程进行了误差分析。     

饱和-非饱和膨胀土渗透特性试验研究

对广西宁明两种膨胀土的原状样和重塑样进行了饱和渗透试验、土水特征曲线试验和收缩试验.根据收缩试验结果对土水特征曲线进行了体积含水量的换算,用VG数学模型对换算后的土水特征曲线进行拟合后通过理论公式预测出非饱和渗透系数,进而得到了非饱和膨胀土的含水量-渗透系数关系及其变化规律.同时,还分析了矿物成分和结构特征对饱和–非饱和膨胀土渗透特性的影响.     

膨胀土土水特征曲线的研究

对不同地区膨胀土的原状样和重塑样进行了脱湿土水特征曲线试验,并采用VG模型对试验数据进行拟合。结合VG模型拟合的参数,着重分析了矿物成分和孔隙结构对膨胀土土水特征曲线的影响。结果表明:在同一初始干密度下,膨胀土含蒙脱石亲水性矿物越多,脱水速率越慢,持水性能越强;同一土质的重塑样,初始干密度越大,则其进气值越大,脱水速率越慢;在初始干密度相同的条件下,原状样的土水特征曲线与重塑样的不同,其脱水速率较缓慢,残余含水量较高,表现出较强的持水性能。     

非饱和红黏土土水特性及强度特征研究

为研究红黏土土体非饱和特性,分别针对典型的原状和重塑红黏土,结合Geo-experts自平衡型压力板仪和ZJ型应变控制式直剪仪开展了不同干密度下土样的非饱和土水特征试验和直剪试验,探讨了红黏土的一些典型非饱和物理力学特征.研究结果表明:矿物赋存状态的改变和微结构的变化是导致红黏土重塑前后物理力学性质发生显著改变的重要因素;原状非饱和红黏土土水曲线呈现典型的三阶段型变化特征,具有较为明显的进气值和残余含水量,而重塑的非饱和红黏土则呈现半抛物线型变化特征;对于原状红黏土来说,非饱和土体黏聚力最大值出现在低含水率状态,对应的含水率比土水曲线的残余含水率高5%~10%.因此,在开展非饱和红黏土抗剪强度试验时,在相应含水率区间处适当增加试验组数可优化试验成果,对于重塑红黏土来说,可根据塑限含水率判断重塑红黏土内摩擦角开始显著减小的区间.      

非饱和石灰改良膨胀土的持水及强度特性试验研究

采用压力板仪和GDS非饱和三轴试验系统,对广西的非饱和石灰改良膨胀土的持水特性和强度特性进行了研究.对试验结果进行拟合,得到了不同石灰掺量和压实度条件下改良膨胀土的土-水特征曲线,探明了两者对改良膨胀土的持水特性的影响规律.通过非饱和三轴排水剪试验,探明了基质吸力对改良土应力-应变关系的影响规律.研究表明,随着石灰掺量...     

竖向荷载作用下非饱和土土-水特征研究

总结了竖向应力作用对非饱和土土-水特征曲线影响的部分研究现状。试验得出合肥地区某工地土体基本物理性质指标,并利用FGJ-20型非饱和土固结仪对该土样进行了控制竖向荷载与控制气压力的压缩试验。基于试验结果,对竖向荷载作用下非饱和土土-水特征进行了分析研究。结果表明:竖向荷载不同导致土-水特征曲线产生差异;竖向荷载对土-水特征曲线的影响随着吸力的增大逐渐减弱;Fredlund-Xing三参数模型中参数a,m均随着竖向荷载的增大而逐渐增大,n值则逐渐减小;竖向荷载对土体含水率的影响程度与土体吸力大小有关,实际分析过程中需考虑吸力范围的影响;在吸力不变时,土体含水率的变化量随着竖向荷载的增大呈先增后减的趋势。     

非饱和重塑黄土抗剪强度影响因素的试验研究

通过直剪试验研究了非饱和重塑黄土在不同含水量、干密度与加荷等级情况下的粘聚力与内摩擦角变化,以确定含水量、干密度与加荷等级分别对非饱和重塑黄土抗剪强度的影响。从黄土矿物成分的微观角度分析了含水量与干密度对黄土抗剪强度造成影响的原因。受颗粒之间的相互作用与粒间水的张力作用,非饱和重塑黄土的粘聚力随干密度的增大而增大,呈指数变化;非饱和重塑黄土的内摩擦角随干密度的增大而少量增大,近似呈线性变化。     

非饱和土力学研究现状与进展

鉴于非饱和土力学在路基工程、边坡工程及基坑工程等诸多实际工程中有着广泛的应用前景,国内外众多学者历时几十年,对处于非饱和状态的黄土、黏土、膨胀土和人工填土,着重从土-水特征曲线、强度特性、本构模型、渗流特性和吸力测量等方面展开了深入的研究.基于非饱和土力学的研究现状,对土-水特征曲线的滞回现象、拟合方法;强度特性的理论成果和试验方法;本构模型的研究现状;渗流特性的试验研究和影响因素、吸力测试方法及工程应用等多方面进行了系统地综述,并分析其各自研究成果的优缺点,便于有效地指导实践.今后关于非饱和土力学的发展,不仅着眼于上述前五个方面扎实的理论研究,更加注重与实践相结合,实现快速、精准的试验方法或技术迫在眉睫.     

含水率与土样异向对原状非饱和黄土土-水特征影响试验研究

利用压力板对不同初始含水率与不同渗水方向的原状非饱和Q3黄土进行脱湿试验,分析不同初始含水率与不同渗水方向对原状非饱和Q3黄土土水特征的影响。研究表明:在相同的初始含水率情况下,基质吸力对土样不同方向渗水情况的影响基本相同;在渗水方向相同的情况下,随着基质吸力的增大,体积含水量逐渐降低,基质吸力增大到一定程度后,不同初始含水率对土-水特征曲线的影响几乎一样。     

评价方法对土体边坡稳定分析的影响

介绍了非饱和土体的抗剪强度理论及土水特征曲线，建立了非饱和土体边坡稳定性分析的线性评价和非线性评价两种模型。通过计算，对其计算结果进行了比较，总结了两种评价方法对土体边坡稳定性分析的影响。     

公路非饱和路基土力学特性分析

非饱和土由于气体的存在,其性质与饱和土有显著的差异。采用室内外试验测试、数值分析和理论解析等手段,对非饱和路基土的物理力学特性以及影响非饱和土性质的主要因素——水对非饱和路基土物理力学特性的影响进行研究,分析非饱和土路基的强度与变形特性,提出基于非饱和土理论的路基设计及施工控制关键技术。     

公路非饱和路基土力学特性分析

非饱和土由于气体的存在,其性质与饱和土有显著的差异。采用室内外试验测试、数值分析和理论解析等手段．对非饱和路基土的物理力学特性以及影响非饱和土性质的主要因素——水对非饱和路基土物理力学特性的影响进行研究,分析非饱和土路基的强度与变形特性,提出基于非饱和土理论的路基设计及施工控制关键技术。     

降水沉降对竖向受荷单桩的影响

针对地下水开采引起的地面沉降区段,研究了降水沉降对竖向受荷桩基的影响.基于单相流假设和Bishop有效应力原理,结合简化的直线型土水特征曲线,建立了反映地下水位下降桩周土饱和-非饱和沉降的数学模型.假设桩土界面极限抗剪强度随深度递增,桩土界面的荷载传递函数为理想弹塑性模型,桩端土采用双曲线模型,采用剪切位移法计算分析了...     

地下水位下降饱和—非饱和土沉降简化计算

地下水位下降导致土体有效应力变化,发生饱和—非饱和固结沉降。基于单相流假设和Bishop有效应力原理,结合简化的直线型土水特征曲线,建立了反映地下水位下降土层饱和—非饱和沉降的数学模型。计算分析了不同水位降深饱和、非饱和区域的沉降量,结果表明,地面沉降随着地下水位降低不断增大,非饱和区土体沉降量占总沉降量的比例增加。     

重塑黄土的湿化变形规律及细观结构演化特性

为了研究填土在三轴浸水过程中的湿化变形规律及其细观结构演化特性,用改进的非饱和土CT-三轴仪对延安新区的重塑Q₂黄土做了3组共17个偏压固结浸水试验. 在三轴浸水过程中对试样的两个断面进行了多次CT扫描,得到了固结和湿化过程中土样的宏观变形以及土样内部细观结构演化的CT图像和相应的CT数据,基于CT数定义了土的结构性参数和结构演化变量. 研究结果表明:干密度、净围压、基质吸力和偏应力均对试样的湿化变形特性有显著影响;提高干密度可有效减小湿化变形量和降低湿剪破坏的风险（干密度1.52、1.69 g/cm3的试样浸水过程中体应变分别为–0.58%～4.66%、–0.58%～2.43%,干密度1.79 g/cm3的试样体应变为0.019%）;湿化过程中试样越来越密实,试样的CT数均增大;浸水初期,试样原有结构发生破坏,CT数变化较剧烈,均能达到总变化量的60%;同时干密度、净围压、基质吸力、偏应力及含水率对土的结构性参数和结构演化变量有显著影响. 研究成果对填土工程的设计具有重要参考价值,为建立非饱和重塑黄土的结构损伤演化方程与结构性模型提供了科学依据.      

里下河地区粉土和石灰改良粉土路基吸水特性试验研究

里下河地区粉土路基具有明显的毛细现象,在滞洪期间路基含水率偏高,强度降低,造成路面出现早期病害。通过干密度与含水率的变化曲线确定最佳含水率,对粉土和改性粉土吸水特性进行毛细水上升试验、压汞和无侧限抗压强度试验。研究表明,在压实度相同的条件下,初始含水率越高,毛细水的上升高度就越低;毛细水上升高度与压实度成正比;石灰改良粉土垫层养护龄期较垫层厚度对隔离效果的影响更加显著;随着龄期的增加,灰土中孔隙减少,强度明显提高。     

兰州地区含盐红层泥岩土水特征曲线研究

为研究红层泥岩土水特征,首先采用滤纸法测得兰州地区红层泥岩重塑土样土水特征曲线,讨论了含盐量对基质吸力和总吸力的影响;然后分析红层泥岩在增湿过程和减湿过程中吸力随含水量的变化;最后利用FredlundXing模型、Van Genuchten模型和Gardner模型分析红层泥岩土水特征曲线的数学模型.研究结果表明,兰州地区红层泥岩的吸力随含水量变化敏感,吸力变化范围大约为0～66 710.6 kPa.含盐量对吸力影响显著,当含水率一定时,吸力随含盐量的增大而增大,当含盐量低于12 g/kg时,基质吸力增长较快,起主导作用,当含盐量超过12 g/kg后,基质吸力趋于稳定,溶质吸力的作用明显增强.通过土水特征曲线模型研究得出,兰州地区含盐红层泥岩基质吸力扫描曲线采用Van Genuchten模型比较恰当,相关系数(R~2)为0.978 4;基质吸力增湿曲线和减湿曲线采用FX模型比较恰当,R~2在0.94以上;总吸力扫描曲线采用FX和VG模型都能较好的拟合土水特征曲线,R~2高达0.98;总吸力增湿曲线和减湿曲线分别采用Gardner模型和FX模型较为合理,R~2分别为0.949 5和0.979 9.     

非饱和混合土动剪切模量与阻尼比试验研究

川西山区广泛分布着崩坡积混合土,且在自然条件下常处于非饱和状态。动剪切模量和阻尼比是进行场地地震反应分析时必不可少的动力特性参量。为研究该地区上述两个参数的影响因素,运用动三轴仪,获取了小应变范围内循环荷载作用下混合土动应力应变骨干曲线、滞回曲线,拟合得到动剪切模量/最大动剪切模量-剪应变幅值和阻尼比-剪应变幅值曲线,系统研究了两个曲线函数随含水量和细颗粒含量的变化规律。研究结果表明:饱和程度和细颗粒含量对动剪切模量和阻尼比有显著影响,其影响程度还与矿物成分有关;在对比分析基础上,提出适用于崩坡积混合土在饱和、非饱和状态下的动剪切模量比和阻尼比推荐值,为川西山区地震安全评估提供参数取值依据。      

干密度和含水率对红黏土崩解特性的影响研究

红黏土在中国南方大量分布,由于其水稳定性较差,浸水后极易出现崩解现象,从而造成工程地质灾害。因此为了研究不同含水率和干密度下红黏土的崩解特性规律,以三明将乐动车站右侧取土场的红黏土作为试验土样,以含水率和干密度作为变量,通过湿化崩解试验,以最终崩解时间和最快崩解速率作为指标,研究不同含水率和干密度对红黏土崩解特性的影响。研究结果表明：红黏土的最终崩解时间与含水率和干密度呈正相关;红黏土的最快崩解速率与含水率和干密度呈负相关;红黏土的初始含水率越大或者初始干密度越大,其抗崩解特性越好。