高岭土干燥收缩试验研究

发布时间：2020-04-02 00:59

【摘要】：由于蒸发与植物的蒸腾作用,地表土的水分会不断减少,使土体常常处于非饱和状态。土体在失水干燥过程中会产生一定量的收缩变形,严重时会引起地面沉降与开裂,甚至导致工程问题,而对变形起控制作用的是土中的有效应力。通过大量试验和理论推导,一批研究者提出了不同类型的计算非饱和土有效应力的公式,其中包括邵龙潭教授提出的统一有效应力方程。该方程以连续介质力学为基础,将饱和土与非饱和土进行统一,不仅具有一定的理论基础而且还明确指出土中有效应力的物理意义。本文通过干燥收缩试验从变形的角度对该方程进行验证。本文在统一的有效应力方程基础上进行了土体干燥收缩试验、饱和土三轴固结试验和土水特征曲线测定试验,得到如下结论:(1)在处理土体干燥收缩试验数据时,首次采用CAD软件辅助处理法和数字图像相关方法(DIC法)来计算试样的径向变形,并得到较为相近的结果,说明它们在处理试样干燥收缩过程中径向变形的适用性;(2)试样在干燥收缩过程中以径向变形为主,随着初始饱和度的增加,试样逐渐趋向于各向同性收缩,对初始处于饱和状态的试样,在干燥收缩过程中可以仅测量轴向变形或径向变形,这种简化的测量手段在不降低试验精度的前提下减少了试验工作量;(3)在测量土水特征曲线时,将压力板仪法与滤纸法相结合可以极大地增加基质吸力的测量范围,并利用四参数的VG模型对试验点进行拟合,可以得到一条较为光滑、完整的土水特征曲线;(4)利用统一的有效应力方程计算得到非饱和土在干燥收缩过程中有效应力与变形之间的关系曲线,该曲线与饱和土的试验曲线基本重合,从而从变形的角度对统一的有效应力方程进行验证;(5)在饱和土三轴固结试验、土体干燥收缩试验和滤纸法试验的基础上,提出两种较为简易的反演土水特征曲线的方法:干燥收缩试验与固结试验结合法、干燥收缩试验确定两点法。这两种方法克服了土水特征曲线常规测试技术耗时、成本高的弊端,反演出的土水特征曲线与实测曲线较为吻合。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU41

【参考文献】

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本文编号：2611212