快速測定非飽和土土水特征曲線方法的試驗驗證.pdf

1、非飽和土土水特征曲線是用來描述土體的含水量(飽和度)與基質(zhì)吸力之間的關(guān)系。土水特性的研究對于分析有關(guān)非飽和土問題至關(guān)重要，如地表淺層污染物遷移速率與范圍的預(yù)測及其處理問題、降雨誘發(fā)的邊坡失穩(wěn)、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害問題、支擋結(jié)構(gòu)側(cè)向土壓力的計算與穩(wěn)定性分析等問題中所涉及到的非飽和土滲流、變形與強度問題，均需要獲得非飽和土的土水特征曲線，才能對這些重要問題進(jìn)行合理有效的分析。因此，非飽和土土水特征曲線的確定在實際工程應(yīng)用中具有重要研究意義。

2、r>　　 本文主要圍繞最近提出的快速測定非飽和土土水特征曲線方法的有效性與可靠性開展了相關(guān)試驗驗證研究工作，主要包括以下幾個方面：
　　 (1)由于改進(jìn)聯(lián)合測試系統(tǒng)的壓力量程較低(0-500kPa)，只能控制基質(zhì)吸力在500kPa以內(nèi)進(jìn)行土水特征曲線的測試，而對于粘土、膨脹土、紅粘土等細(xì)粒土在該吸力范圍內(nèi)仍難以獲得其完整的土水特征曲線。為了解決這個問題，我們根據(jù)其設(shè)計原理改造并完成了一套能夠測量高吸力范圍(0-1500kPa)

3、的土水特征曲線的測定裝置，并進(jìn)行了相關(guān)的試驗測試。
　　 (2)基于建立的動態(tài)非平衡條件下土水特性獲得平衡條件下土水特征關(guān)系的動態(tài)模型，該模型不僅考慮了當(dāng)前基質(zhì)吸力增量對飽和度的影響，還考慮了以往各級基質(zhì)吸力增量對飽和度的影響，即考慮了“遺傳效應(yīng)”。通過該方法，理論上可以通過動態(tài)非平衡條件下的土水特性獲得靜態(tài)條件下的土水特征關(guān)系模型，同時結(jié)合滲透函數(shù)經(jīng)驗關(guān)系，獲得非飽和土的土水特性，能夠大量地節(jié)約試驗時間，滿足工程需求。

4、　　 (3)針對粉土與紅粘土兩種細(xì)粒土樣，利用軸平移技術(shù)，開展了動態(tài)多步溢出試驗。通過試驗結(jié)果與理論模型分析表明，采用該方法得到的土水特征曲線與實測的平衡土水特征曲線基本吻合，該方法不僅操作性強，而且大大節(jié)約了試驗時間，驗證了動態(tài)方法測定非飽和土土水特征曲線的適用性及可靠性。
　　 (4)開展了不同吸力步和加載時間下的一系列動態(tài)試驗，進(jìn)行了定量的對比與分析，進(jìn)而針對不同土類提出了相關(guān)的試驗技術(shù)指標(biāo)，為理論方法的推廣與應(yīng)用提供了