非飽和土土水特征曲線的預(yù)測(cè)研究.pdf

1、在實(shí)際工程中，人們遇到的越來越多的工程事故都是由于土體處于非飽和狀態(tài)造成的，這引起了人們對(duì)非飽和土力學(xué)理論及其應(yīng)用的關(guān)注。土水特征曲線(Soil-Water Characteristic Curve，簡稱SWCC)，是指非飽和土中吸力與含水量之間的關(guān)系。由于其可以反映土體處于非飽和狀態(tài)時(shí)的水力、力學(xué)性質(zhì)，在非飽和土力學(xué)的諸多領(lǐng)域，例如滲流理論、強(qiáng)度理論等均得以應(yīng)用，因而對(duì)非飽和土土水特征曲線本身的研究是具有實(shí)際工程意義的。目前測(cè)定土水特

2、征曲線的方法主要有直接測(cè)定和間接測(cè)定兩大類。室內(nèi)的直接測(cè)定方法最大的制約問題就是耗時(shí)、不經(jīng)濟(jì)，以現(xiàn)有的設(shè)備技術(shù)條件，測(cè)定一條完整的脫濕和吸濕的土水特征曲線需要幾周甚至幾個(gè)月的時(shí)間，而且對(duì)試驗(yàn)精度要求也較高；相比直接測(cè)定法，間接測(cè)定法更加的快捷和經(jīng)濟(jì)，因而人們更加親睞通過模型來間接獲得非飽和土的土水特征曲線。據(jù)此，本文從預(yù)測(cè)土水特征曲線的模型出發(fā)，結(jié)合分形理論，主要做了以下幾點(diǎn)工作：
　　(1)分析了土水特征曲線的實(shí)際工程意義，對(duì)典

3、型的土水特征曲線的測(cè)定方法進(jìn)行了總結(jié)，同時(shí)對(duì)各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了簡單的評(píng)述，以供參考。
　　(2)簡單的介紹了分形理論的形成和發(fā)展以及目前已有的主要的預(yù)測(cè)非飽和土土水特征曲線的分形模型，對(duì)各分形模型的前提條件、擬合效果以及適用范圍做了簡單評(píng)價(jià)。
　　(3)依據(jù)本文的研究目的，從武漢三個(gè)工地選取土樣，室內(nèi)測(cè)定試驗(yàn)用土的基本土性參數(shù)。采用先進(jìn)的高精度儀器(GEO-Experts應(yīng)力相關(guān)的土水特征曲線壓力板儀系統(tǒng))室內(nèi)實(shí)測(cè)重塑土

4、的土水特征曲線，以提高試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)分析的可信度。
　　(4)采用Mastersizer2000型激光粒度儀在試驗(yàn)用土的整個(gè)粒徑范圍內(nèi)測(cè)定其顆粒粒徑-體積分布關(guān)系，在假定實(shí)驗(yàn)用土密度不變的條件下，將土的顆粒粒徑-體積分布關(guān)系轉(zhuǎn)換成土體質(zhì)量-粒徑分布關(guān)系曲線，選用實(shí)用性最強(qiáng)的分形模型求得分維數(shù)，以預(yù)測(cè)試驗(yàn)用土的土水特征曲線。
　　(5)對(duì)土水特征曲線的室內(nèi)實(shí)測(cè)結(jié)果以及模型預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，分析模型的適用性，為模型的實(shí)際工程應(yīng)用