压缩过程中非饱和膨胀土体变特征与持水特性的水力耦合效应
本文选题:非饱和土 切入点:压实膨胀土 出处:《岩土工程学报》2015年04期
【摘要】:土体压缩是岩土工程领域的基本问题。压缩过程中非饱和土的力学与水力学行为是同时发生且相互影响的,有必要统一考察体变特征与持水特性的水力耦合效应。为此,以荆门弱膨胀土为研究对象,开展土中水密度试验、饱和与控制吸力下的非饱和一维压缩试验,准确测量了压缩与卸荷回弹过程中孔隙比 重力含水率 吸力 竖向净应力关系,探讨了水力耦合状况下非饱和膨胀土的体变特征与持水特性规律,并建立相应本构描述。结论如下:1加载段,非饱和压缩曲线均发生明显转折,体现出屈服行为;随吸力增大,压缩曲线依次发生"穿越"现象;卸载段大体呈线性,其斜率随吸力增大而降低。提出能够描述干缩、压缩、卸荷体胀、屈服、压缩性与卸荷回弹性随吸力变化等行为的非饱和土体变方程,可直接用于分层总和法计算。2不同吸力下重力含水率变化存在较大差异;压缩至2941.8 k Pa时,不同吸力下含水率非常接近。吸力与竖向净应力对含水率变化的耦合影响可用3参数Logistic函数描述。3压缩过程中饱和度随竖向净应力增大而增大,卸荷过程中随竖向净应力降低亦增大。采用饱和度或重力含水率,对压缩过程中的水力路径会出现"湿化"与"脱湿"的不同判断,即水力耦合状况下土体表现出复杂的持水状态变化特征。
[Abstract]:Soil compression is a fundamental problem in geotechnical engineering. The mechanical and hydraulic behaviors of unsaturated soils occur at the same time and interact with each other during compression. Taking Jingmen weakly expansive soil as the research object, the water density test in the soil and the unsaturated one-dimensional compression test under saturated and controlled suction were carried out. The vertical net stress relationship between void ratio and gravity moisture content and suction during compression and unloading springback is accurately measured, and the characteristics of bulk deformation and water holdup of unsaturated expansive soil under hydraulic coupling are discussed. The corresponding constitutive description is established. The conclusions are as follows: the unsaturated compression curves have obvious turning points in the loading section of 1: 1, which reflect the yield behavior; with the increase of suction, the compression curve occurs "traversing" in turn, and the unloading section is generally linear. The slope decreases with the increase of suction. An equation of variation of unsaturated soil is proposed, which can describe the behavior of dry shrinkage, compression, expansion of unloading body, yield, compressibility and unloading elasticity with suction. This method can be directly used to calculate the variation of gravity water content under different suction, and when compressed to 2941.8 KPA, The coupling effect of suction and vertical net stress on the variation of water content can be described by using 3-parameter Logistic function to describe that the saturation increases with the increase of vertical net stress. In the process of unloading, the vertical net stress also increases with the decrease of vertical net stress. By using saturation or gravity moisture content, the different judgment of "humidification" and "dehumidification" will appear in the hydraulic path during compression. In other words, the soil shows complex characteristics of water retention under hydraulic coupling.
【作者单位】: 信阳师范学院土木工程学院;岩土力学与工程国家重点实验室(中国科学院武汉岩土力学研究所);
【基金】:国家自然科学基金项目(51009118) 中国博士后科学基金项目(20100470058)
【分类号】:TU443
【参考文献】
相关期刊论文 前9条
1 汪东林;栾茂田;杨庆;;非饱和重塑低液限黏土体积变化特性试验研究[J];水利学报;2008年03期
2 周葆春;孔令伟;;考虑体积变化的非饱和膨胀土土水特征[J];水利学报;2011年10期
3 叶为民;朱悦铭;陈宝;叶斌;;上海软土非饱和压缩特征[J];同济大学学报(自然科学版);2011年10期
4 周葆春;张彦钧;汤致松;马全国;;荆门压实弱膨胀土孔隙比-含水率-吸力特征的滞回效应[J];水利学报;2013年02期
5 张昭;刘奉银;赵旭光;周冬;;考虑应力引起孔隙比变化的土水特征曲线模型[J];水利学报;2013年05期
6 詹良通;吴宏伟;;非饱和膨胀土变形和强度特性的三轴试验研究[J];岩土工程学报;2006年02期
7 陈正汉;重塑非饱和黄土的变形、强度、屈服和水量变化特性[J];岩土工程学报;1999年01期
8 孔令伟;周葆春;白颢;陈伟;;荆门非饱和膨胀土的变形与强度特性试验研究[J];岩土力学;2010年10期
9 陈正汉;;非饱和土与特殊土力学的基本理论研究[J];岩土工程学报;2014年02期
【共引文献】
相关期刊论文 前10条
1 卢再华,王权民,陈正汉;非饱和膨胀土本构模型的试验研究及分析[J];地下空间;2001年S1期
2 申春妮;方祥位;陈正汉;;非饱和重塑Q_2黄土的三轴试验研究[J];地下空间与工程学报;2010年03期
3 申春妮;方祥位;陈正汉;;Q_2黄土的非饱和直剪试验研究[J];地下空间与工程学报;2010年04期
4 苗强强;陈正汉;张磊;钱尼贵;张俊豪;;非饱和含黏砂土强度、变形和水量变化特性研究[J];地下空间与工程学报;2011年01期
5 李占强,杨为民,赵常州;夯实高饱和度地基土的强度特性[J];北京科技大学学报;2005年02期
6 付永刚;来国英;刘泽显;;岩土体内降雨非饱和入渗问题研究[J];河南城建学院学报;2010年05期
7 曾玉莹;;非饱和砂土强度特性的室内试验研究[J];长江工程职业技术学院学报;2011年02期
8 吴顺山;李义民;;西宁海湖路深路堑黄土高边坡设计中抗剪强度取值分析[J];地质灾害与环境保护;2007年03期
9 方祥位,陈正汉,申春妮;重塑非饱和黄土等p剪切试验[J];重庆大学学报(自然科学版);2004年09期
10 邹维列;谢妮;齐广洲;王钊;;非饱和路基粘土强度与变形特性的三轴试验研究[J];水利与建筑工程学报;2010年04期
相关会议论文 前10条
1 陈正汉;;非饱和土的理论与实践[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
2 钟方杰;孔令伟;朱建群;;杭州湾浅层储气砂土的持水特征曲线试验研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
3 曹玲;罗先启;;三峡库区千将坪滑坡滑带土干-湿循环条件下强度特性试验研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
4 陈正汉;;特殊土的细观结构及其演化的CT-三轴试验研究[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年
5 刘奉银;吉]撼淇,
本文编号:1687042
本文链接:https://www.wllwen.com/guanlilunwen/chengjian/1687042.html