黏土颗粒间液桥从形成至断裂时毛细力的演化规律

发布时间：2018-03-05 12:28

  本文选题：非饱和土　切入点：平行的片状黏土颗粒　出处：《岩土力学》2016年10期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：通过土颗粒间形如液桥的水分毛细力认识和解释非饱和土的持水特性日趋为土力学界所关注。为研究黏土颗粒间液桥毛细力的演化规律,将黏土颗粒其简化为一对平行的片状颗粒,不考虑黏土颗粒表面的粗糙度。以Young-Laplace方程为基础,推得表征黏土颗粒间液桥毛细力关于固-液接触角和液桥体积的无量纲表达式;再令该无量纲表达式为0,绘制出固-液接触角与无量纲液桥体积的关系曲线,将1/3vLB1范围划分为液桥的断裂区、形成区和消失区,这种分区方法对描述黏土样在毛细阶段和吸附阶段的持水特性至关重要。最后,分析了液桥形成时毛细力与液桥体积和固-液接触角的关系,结果表明:当固-液接触角一定时,液桥的毛细力随其体积增大呈递增趋势,而当液桥体积一定时,其毛细力随固-液接触角增大呈先增后减的趋势。
[Abstract]:In order to study the evolution law of capillary force in clay intergranular liquid bridge, the understanding and interpretation of capillary force of unsaturated soil, which is similar to that of liquid bridge, is becoming more and more important in the field of soil mechanics. The clay particle is simplified as a pair of parallel flake particles without considering the roughness of the clay particle surface. Based on the Young-Laplace equation, the dimensionless expressions for the capillary force of the liquid bridge between the clay particles on the solid-liquid contact angle and the volume of the liquid bridge are derived. Then let the dimensionless expression be 0, draw the relation curve between the contact angle of solid and liquid and the volume of dimensionless liquid bridge, and divide the range of 1 / 3 vLB1 into fracture zone, forming area and vanishing zone of liquid bridge. This partition method is very important to describe the water retention characteristics of clay samples in the capillary and adsorption stages. Finally, the relationship between capillary force and the volume of the liquid bridge and the solid-liquid contact angle during the formation of the liquid bridge is analyzed. The results show that the capillary force of the liquid bridge increases with the increase of the volume when the contact angle is constant, while the capillary force increases first and then decreases with the increase of the contact angle of the liquid bridge.
【作者单位】： 西安理工大学岩土工程研究所;西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地;
【基金】：国家自然科学基金项目(No.41402258,No.41372304) 中国博士后科学基金资助项目(No.2015M572657XB) 陕西省自然科学基础研究计划-青年人才项目(No.2016JQ4002) 陕西省博士后科研项目(No.107-434016007) 陕西省“百人计划”项目(No.302-253051601) 陕西省重点实验室后补助项目(No.2015SZSj-46)~~
【分类号】：TU442

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本文编号：1570234