非飽和膨脹土水力特性與本構(gòu)模型的研究.pdf

1、本文以國家自然科學(xué)基金課題“復(fù)雜條件下非飽和膨脹土氣水運(yùn)移滲透變形機(jī)理與穩(wěn)定性研究”(No.50878051)為依托,在總結(jié)前人有關(guān)非飽和土研究成果的基礎(chǔ)上,通過非飽和土的結(jié)構(gòu)特征試驗(yàn)、GDS非飽和土滲透試驗(yàn)、非飽和土三軸試驗(yàn)、壓縮試驗(yàn)、數(shù)值模擬等手段,對非飽和土彈塑性模型進(jìn)行理論和試驗(yàn)研究工作,主要取得了以下成果:
　　 1.分析了非飽和膨脹土的結(jié)構(gòu)特性,通過相關(guān)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)揭示膨脹土細(xì)觀結(jié)構(gòu)的變化對宏觀力學(xué)特性的影響,并用細(xì)觀結(jié)

2、構(gòu)刻畫解釋分析宏觀力學(xué)現(xiàn)象。
　　 2.非飽和膨脹土滲透試驗(yàn)結(jié)果表明:不同應(yīng)力狀態(tài)下,非飽和膨脹土飽和度的變化是引起滲透系數(shù)改變的主要原因。在試驗(yàn)基礎(chǔ)上得到非飽和土的滲透系數(shù)是吸力以及固結(jié)壓力的函數(shù)。非飽和膨脹土的滲透系數(shù)隨飽和度的增加而增大,隨干密度的增加而減小。
　　 3.在基于前人提出的非飽和土彈塑性模型的基礎(chǔ)上,引入平均土骨架應(yīng)力的概念,
　　 改進(jìn)了耦合水力特性的非飽和土本構(gòu)模型。通過相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證表

3、明:該模型能較好預(yù)測不同應(yīng)力作用下非飽和土的變形,并能計(jì)算刻畫出剪切過程中飽和度的變化。
　　 4.根據(jù)模型研究成果,采用PLAXIS(正)分析軟件,引入非飽和土本構(gòu)模型參數(shù),通過模擬降雨-飽和度變化-強(qiáng)度變化這一過程對非飽和土邊坡進(jìn)行穩(wěn)定分析。計(jì)算分析降雨入滲過程中土體飽和度上升(含水量增加)和強(qiáng)度下降對邊坡穩(wěn)定性的影響。分析結(jié)果表明:該方法能較好地對降雨條件下的非飽和土邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析,從而為實(shí)際工程中膨脹土邊坡設(shè)計(jì)與分析