非饱和压实黄土毛细作用的试验研究

发布时间：2019-08-20 09:58

【摘要】：本文以取自太原枣庄的黄土状粉土为研究对象,通过控制土体的干密度以及初始含水量,根据长细比的不同制备不同的一维土柱试样。利用一维土柱仪,对五个不同干密度、不同初始含水量的试样进行毛细作用试验。通过试验直接得到的数据有:土样不同位置的体积含水量;对应位置的土壤基质吸力;湿润锋随时间的变化。利用MATLAB软件对试验数据进行处理,得到土水特征曲线(Soil-water characteristic curve,简称SWCC),体积含水量随时间的变化规律曲线;土壤基质吸力随时间的变化规律曲线;湿润锋随时间的变化规律曲线;进而拟合得到毛细上升高度与时间的关系公式,并通过对公式求导和作图得到毛细上升速率随时间的变化趋势规律。研究结果表明:1、含水量随时间呈上升规律,且开始增大速度快,随时间的推移增大速度变慢。最终稳定含水量由土柱底部往顶部基本规律为由大到小。2、基质吸力随时间呈下降规律,且开始减小速度快,随时间的推移下降速度变慢,这与基质吸力与体积含水量的负相关关系相适应。3、利用MATLAB的fminunc函数通过Gardner模型拟合非饱和压实黄土SWCC是一个既方便又准确的方法。4、残余含水量与干密度呈负相关关系。5、供水系统、初始干密度以及长细比的不同对水分毛细上升有影响。6、毛细水上升高度与时间呈幂函数关系,提出了非饱和黄土中毛细上升高度与时间的统计关系式。7、将毛细上升高度与时间的关系公式求导并作图,得到毛细上升速率随时间的变化规律,综合分析规律可得长细比会对初期毛细上升速率有影响,且后期毛细上升速率与干密度具有负相关的关系。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU444

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