红土干湿循环下的裂隙及红土土水特性试验研究
发布时间：2021-10-26 03:59
在边坡、公路、建筑地基等实际工程中,所遇到绝大多数土体为非饱和土,非饱和土体中固、液、气三相无时无刻不因自然环境的影响而变化,从而使其工程性质变得复杂且难以把握。江西省作为我国红土的一个主要分布地区,境内广泛分布着红土。红土饱和度变化对边坡、路基等工程稳定性有很大影响,特别是天然环境中经历降雨和蒸发的干湿循环,土体会产生开裂,在降雨作用下更容易产生安全隐患。因此,对干湿循环下土体的开裂及非饱和性质研究很有必要,而土-水特征曲线及渗透系数研究是非饱和性质研究的关键。本文以江西地区红土为研究对象,进行了非饱和红土在干湿循环作用下的裂隙性试验;通过压力板仪进行了稳态、动态多步溢出法的土-水特征曲线试验;对干湿循环下的试样采用动态多步溢出法、土-水特征曲线预测法、基于土柱渗流试验的湿润锋前进法三种方法研究了非饱和红土渗透特性;通过有限元数值模拟,将三种方法得出的渗透系数作为参数代入土柱渗流试验的模拟中,对比了模拟与试验结果的差异。主要内容及结论如下:（1）研究不同压实度试样在干湿循环下的裂隙开展规律,裂隙定量分析采用的表面裂隙率、裂隙总长度、裂隙平均宽度、绝对收缩率四个指标均随着压实度增大而减...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２技术路线图??
?第２章土－水特征曲线及渗透系数试验方法介绍???２．２?土－水特征曲线试验方法??２．２．１压力板仪??本次土－水特征曲线试验采用ＧＥＯ－Ｅｘｐｅｒｔｓ压力板仪来进行试验数据的获??取，试验仪器组成如下图２．１所示。使用压力板仪测量土－水特征曲线通常采用??多步溢出法。??鉍好的鋼度?ｇ?双精度ａ力农和调节ａ?＆好的刻皮??〇?〇?＾??战麗》?桃ｌ１ｆ??Ｌｆ＊??ｊ—ｉ?〇?〇??ＷＨ５??ｉ?压力食?位移佟感ａ??口口??ｆｆｉ力＊败字ｔｔ示＃?＊低水位??的皮座??喟Ｈ２?ｇｓｒｆ］３?Ｊ??—门?ｉ????如《的《度Ｈ集??ｊ?‘两门１?？好的触??＾平ｓｍ??图２．１压力板仪测量系统??２．２．２多步溢出法的原理??采用轴平移技术，将孔隙水压平移到〇值，直接通过控制孔隙气压来改变??试样的基质吸力值。通过记录在不同气压作用下的排水量，反算在不同基质吸??力下试样对应的含水率，以此测量试样含水率与棰质吸力的对应关系。??１３??
?第２章土－水特征曲线及渗透系数试验方法介绍???－，．．．．．．．丨丨丨」＂—??Ｃ｜?＊??图２．２真空饱和装置??２．２．３．２试验步骤??第一步，使陶土板排气饱和。使用真空饱和缸制备足量的无气水，按照说??明，把仪器底座与不锈钢制成的试样外缸装配完成，向不锈钢试样室加入蒸馏??水，并保证水体必须浸没陶土板。按照说明，将仪器其他部件完全装配好后打??开所有阀门，并使无气水充满体积变化测量系统，注意必须保证排除体积变化??测量系统中的气泡。确认整个水体积测量设备气泡排除后，调整水平细管、集??气瓶和度量管内的水位刻度；先使阀门１闭合，通过调节器，先施加４００?ｋＰａ的??气压在试样上。保持４００?ｋＰａ的气压不变，使试样中水分排出，这一过程大约持??续１小时，同时注意排除设备中的气泡，排水过程直到冲刷后不再观察到有明??显气泡排出设备为止。随后将抽气饱和完后的饱和试样安装在压力室中。??第二步，通过逐级增加气压以此改变试样内部的基质吸力，施加气压顺序??１５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SFG模型的统一屈服面本构模型与试验研究[J]. 邓子千,陈嘉帅,王建伟,刘小文. 岩土力学. 2020(02)
[2]基于动态多步流动法的非饱和土水力特性测试研究[J]. 伊盼盼,牛圣宽,韦昌富,陈盼. 岩土工程学报. 2016(10)
[3]土体裂隙图像处理方法进展[J]. 肖明明,刘观仕,陈永贵. 土工基础. 2015(04)
[4]桂林红黏土的土-水特征曲线[J]. 孙德安,刘文捷,吕海波. 岩土力学. 2014(12)
[5]快速测量非饱和土渗透系数的湿润锋前进法适用性研究[J]. 李旭,范一锴,黄新. 岩土力学. 2014(05)
[6]考虑初始孔隙比影响的非饱和土相对渗透系数方程[J]. 蔡国庆,盛岱超,周安楠. 岩土工程学报. 2014(05)
[7]非饱和黄土土-水特征曲线与渗透系数Childs & Collis-Geroge模型预测[J]. 李萍,李同录,王红,梁燕. 岩土力学. 2013(S2)
[8]考虑变形效应的非饱和土相对渗透系数模型[J]. 胡冉,陈益峰,周创兵. 岩石力学与工程学报. 2013(06)
[9]非饱和原状和重塑Q3黄土渗水特性研究[J]. 姚志华,陈正汉,黄雪峰,张世径,杨校辉. 岩土工程学报. 2012(06)
[10]汉十高速公路弱膨胀土非饱和渗透性试验研究[J]. 叶为民,张亚为,梅正君,陈宝,周秀汉,谢强. 岩石力学与工程学报. 2010(S2)
博士论文
[1]非饱和土水力特性测试理论与方法研究[D]. 陈辉.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2010
[2]降雨诱发土质边坡失稳的试验与数值分析研究[D]. 林鸿州.清华大学 2007
硕士论文
[1]非饱和土SFG弹塑性本构模型的改进与验证[D]. 邓子千.南昌大学 2019
[2]土-水特征曲线的全吸力范围试验及微观理论研究[D]. 刘星志.南昌大学 2018
[3]非饱和土柱试验装置开发及毛细阻滞型防渗层参数试验研究[D]. 王菲.北京交通大学 2017
[4]江西红土的湿化变形试验研究[D]. 陈小燕.南昌大学 2011
本文编号：3458783
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２技术路线图??
?第２章土－水特征曲线及渗透系数试验方法介绍???２．２?土－水特征曲线试验方法??２．２．１压力板仪??本次土－水特征曲线试验采用ＧＥＯ－Ｅｘｐｅｒｔｓ压力板仪来进行试验数据的获??取，试验仪器组成如下图２．１所示。使用压力板仪测量土－水特征曲线通常采用??多步溢出法。??鉍好的鋼度?ｇ?双精度ａ力农和调节ａ?＆好的刻皮??〇?〇?＾??战麗》?桃ｌ１ｆ??Ｌｆ＊??ｊ—ｉ?〇?〇??ＷＨ５??ｉ?压力食?位移佟感ａ??口口??ｆｆｉ力＊败字ｔｔ示＃?＊低水位??的皮座??喟Ｈ２?ｇｓｒｆ］３?Ｊ??—门?ｉ????如《的《度Ｈ集??ｊ?‘两门１?？好的触??＾平ｓｍ??图２．１压力板仪测量系统??２．２．２多步溢出法的原理??采用轴平移技术，将孔隙水压平移到〇值，直接通过控制孔隙气压来改变??试样的基质吸力值。通过记录在不同气压作用下的排水量，反算在不同基质吸??力下试样对应的含水率，以此测量试样含水率与棰质吸力的对应关系。??１３??
?第２章土－水特征曲线及渗透系数试验方法介绍???－，．．．．．．．丨丨丨」＂—??Ｃ｜?＊??图２．２真空饱和装置??２．２．３．２试验步骤??第一步，使陶土板排气饱和。使用真空饱和缸制备足量的无气水，按照说??明，把仪器底座与不锈钢制成的试样外缸装配完成，向不锈钢试样室加入蒸馏??水，并保证水体必须浸没陶土板。按照说明，将仪器其他部件完全装配好后打??开所有阀门，并使无气水充满体积变化测量系统，注意必须保证排除体积变化??测量系统中的气泡。确认整个水体积测量设备气泡排除后，调整水平细管、集??气瓶和度量管内的水位刻度；先使阀门１闭合，通过调节器，先施加４００?ｋＰａ的??气压在试样上。保持４００?ｋＰａ的气压不变，使试样中水分排出，这一过程大约持??续１小时，同时注意排除设备中的气泡，排水过程直到冲刷后不再观察到有明??显气泡排出设备为止。随后将抽气饱和完后的饱和试样安装在压力室中。??第二步，通过逐级增加气压以此改变试样内部的基质吸力，施加气压顺序??１５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SFG模型的统一屈服面本构模型与试验研究[J]. 邓子千,陈嘉帅,王建伟,刘小文. 岩土力学. 2020(02)
[2]基于动态多步流动法的非饱和土水力特性测试研究[J]. 伊盼盼,牛圣宽,韦昌富,陈盼. 岩土工程学报. 2016(10)
[3]土体裂隙图像处理方法进展[J]. 肖明明,刘观仕,陈永贵. 土工基础. 2015(04)
[4]桂林红黏土的土-水特征曲线[J]. 孙德安,刘文捷,吕海波. 岩土力学. 2014(12)
[5]快速测量非饱和土渗透系数的湿润锋前进法适用性研究[J]. 李旭,范一锴,黄新. 岩土力学. 2014(05)
[6]考虑初始孔隙比影响的非饱和土相对渗透系数方程[J]. 蔡国庆,盛岱超,周安楠. 岩土工程学报. 2014(05)
[7]非饱和黄土土-水特征曲线与渗透系数Childs & Collis-Geroge模型预测[J]. 李萍,李同录,王红,梁燕. 岩土力学. 2013(S2)
[8]考虑变形效应的非饱和土相对渗透系数模型[J]. 胡冉,陈益峰,周创兵. 岩石力学与工程学报. 2013(06)
[9]非饱和原状和重塑Q3黄土渗水特性研究[J]. 姚志华,陈正汉,黄雪峰,张世径,杨校辉. 岩土工程学报. 2012(06)
[10]汉十高速公路弱膨胀土非饱和渗透性试验研究[J]. 叶为民,张亚为,梅正君,陈宝,周秀汉,谢强. 岩石力学与工程学报. 2010(S2)
博士论文
[1]非饱和土水力特性测试理论与方法研究[D]. 陈辉.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2010
[2]降雨诱发土质边坡失稳的试验与数值分析研究[D]. 林鸿州.清华大学 2007
硕士论文
[1]非饱和土SFG弹塑性本构模型的改进与验证[D]. 邓子千.南昌大学 2019
[2]土-水特征曲线的全吸力范围试验及微观理论研究[D]. 刘星志.南昌大学 2018
[3]非饱和土柱试验装置开发及毛细阻滞型防渗层参数试验研究[D]. 王菲.北京交通大学 2017
[4]江西红土的湿化变形试验研究[D]. 陈小燕.南昌大学 2011
本文编号：3458783
本文链接：https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/3458783.html
