体变作用下非饱和膨胀土土水特征及工程应用
发布时间：2021-02-18 11:06
合肥地区的土是具有显著膨胀性的非饱和土,土中孔隙比的变化对土体胀缩性以及土水特性起着十分重要的作用。因此本文以合肥地区3种土为研究对象,将其制成4种不同初始干密度的重塑土样进行分析,主要内容与结果如下:进行土的收缩试验与加湿试验,主要研究不同初始干密度的土体含水率与孔隙比之间的关系;利用Peng模型对体变曲线进行拟合,得到体变拟合参数,分析体变拟合参数与初始干密度的关系。用渗析法及滤纸法相结合测得土水特征曲线,同时利用离心机法测量土水特征曲线,采用Van Genuchten（VG）模型对土水特征曲线进行拟合并得到拟合参数,对比分析不同初始干密度对土水特征曲线的影响以及初始干密度与土水特征拟合参数的关系;将渗析法及滤纸法所得土水特征曲线与离心机法所得土水特征曲线进行对比。指出两种方法所得曲线具有相同形状与趋势,都能描述土水特征曲线,所以离心机法可以作为更为快捷、省时省力的测量土水特性新方法。将渗析法及滤纸法和离心机法所得土水特征曲线拟合参数与体变曲线拟合参数相结合,再将得到的拟合参数与不考虑体变的土水特征曲线及参数进行对比;建立孔隙比与重量含水率、体积含水率、初始孔隙比及吸力之间的关系曲...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 土水特征曲线的发展
1.2.2 土水特征曲线的测量方法
1.2.3 考虑体积变化的土水特征曲线
1.3 论文的组织结构
第二章 合肥市膨胀土体变特性试验研究及曲线拟合
2.1 概述
2.1.1 试验用土
2.1.2 基本土性指标
2.1.3 试样制备
2.2 含水率与孔隙比关系
2.2.1 典型的e-w曲线
2.2.2 含水率与孔隙比曲线的测量
2.3 加湿试验研究
2.3.1 加湿试验原理
2.3.2 加湿试验仪器与步骤
2.3.3 加湿曲线拟合模型
2.4 收缩试验研究
2.4.1 收缩试验原理
2.4.2 收缩试验仪器与步骤
2.4.3 收缩曲线拟合模型
2.5 加湿、收缩曲线拟合结果
2.5.1 VSC拟合曲线对比分析
2.5.2 VSC拟合参数与初始孔隙比的关系
2.6 本章小结
第三章 合肥市膨胀土土水特性试验研究及曲线拟合
3.1 非饱和土力学的相关理论
3.1.1 非饱和土吸力原理
3.1.2 土水特征曲线的定义
3.1.3 土水特征曲线的测量方法
3.2 渗析法试验
3.2.1 渗析法原理与率定曲线
3.2.2 渗析法试验仪器与步骤
3.3 滤纸法
3.3.1 滤纸法原理与率定曲线
3.3.2 滤纸法试验仪器与步骤
3.4 离心机法试验
3.4.1 离心机法试验原理
3.4.2 离心机法计算改进
3.4.3 离心时间的确定
3.4.4 离心机法试验仪器与步骤
3.5 土水特征拟合模型
3.6 试验结果及其分析
3.6.1 SWCC曲线拟合参数及曲线规律
3.6.2 SWCC曲线拟合参数与初始孔隙比间关系
3.7 本章小结
第四章 膨胀土土水特性中吸力-孔隙比-含水率关系
4.1 SWCC-VSC三维曲面拟合模型
4.1.1 ω-ψ-e0的关系
4.1.2 e-ω（ψ）-e0的关系
4.1.3 θ-ψ-e0的关系
4.2 SWCC-VSC三维曲面拟合方法
4.2.1 曲线拟合法
4.2.2 曲面拟合法
4.3 结果分析
4.3.1 考虑体变的土水特征曲线
4.3.2 考虑体变的土水特征曲面
4.4 本章小结
第五章 降雨入渗下非饱和浅地基承载力数值模拟
5.1 地基承载力理论
5.1.1 饱和土地基承载力理论
5.1.2 非饱和土地基承载力的计算
5.1.3 Flac数值模拟介绍
5.2 数值模拟计算原理
5.2.1 非饱和土的抗剪强度及土水特征
5.2.2 荷载-沉降曲线的拟合
5.3 算例分析
5.3.1 算例介绍
5.3.2 结果分析
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑初始干密度影响的SWCC预测方法研究[J]. 蔡国庆,张策,李舰,赵成刚. 岩土工程学报. 2018(S2)
[2]确定渗析平衡时间的数值模拟方法[J]. 李芃,谭晓慧,辛志宇,王雪,谢妍. 岩土力学. 2017(11)
[3]非饱和土脱湿与吸湿水力特性对比研究[J]. 冯立,张茂省,孙萍萍,董英,葛瑞华. 水文地质工程地质. 2016(02)
[4]膨胀土增湿过程中吸力–孔隙比–含水率关系[J]. 辛志宇,谭晓慧,王雪,李芃,汪贤恩. 岩土工程学报. 2015(07)
[5]湿胀条件下合肥膨胀土土-水特征研究[J]. 谭晓慧,辛志宇,沈梦芬,汪贤恩,徐全. 岩土力学. 2014(12)
[6]考虑参数空间变异性的非饱和土坡可靠度分析[J]. 蒋水华,李典庆,周创兵,张利民. 岩土力学. 2014(09)
[7]基于离心机法研究固化淤泥的土水特征曲线[J]. 胡孝彭,赵仲辉. 水利与建筑工程学报. 2014(02)
[8]非饱和土与特殊土力学的基本理论研究[J]. 陈正汉. 岩土工程学报. 2014(02)
[9]土-水特征曲线的试验研究及曲线拟合[J]. 谭晓慧,余伟,沈梦芬,胡娜. 岩土力学. 2013(S2)
[10]考虑体积变化的膨胀土土—水特征研究[J]. 谭晓慧,沈梦芬,胡娜,余伟. 广西大学学报(自然科学版). 2013(04)
博士论文
[1]城市生活垃圾填埋场中水分运移规律研究[D]. 张文杰.浙江大学 2007
硕士论文
[1]非饱和土地基上条形基础的可靠度分析[D]. 谢妍.合肥工业大学 2016
[2]合肥地区非饱和膨胀土的粒度特性和土水特征的研究[D]. 沈梦芬.合肥工业大学 2014
[3]条形浅基础极限承载力研究[D]. 韩冬冬.浙江大学 2007
[4]非饱和土的抗剪强度和基质吸力的现场监测[D]. 肖元清.武汉大学 2005
本文编号：3039472
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 土水特征曲线的发展
1.2.2 土水特征曲线的测量方法
1.2.3 考虑体积变化的土水特征曲线
1.3 论文的组织结构
第二章 合肥市膨胀土体变特性试验研究及曲线拟合
2.1 概述
2.1.1 试验用土
2.1.2 基本土性指标
2.1.3 试样制备
2.2 含水率与孔隙比关系
2.2.1 典型的e-w曲线
2.2.2 含水率与孔隙比曲线的测量
2.3 加湿试验研究
2.3.1 加湿试验原理
2.3.2 加湿试验仪器与步骤
2.3.3 加湿曲线拟合模型
2.4 收缩试验研究
2.4.1 收缩试验原理
2.4.2 收缩试验仪器与步骤
2.4.3 收缩曲线拟合模型
2.5 加湿、收缩曲线拟合结果
2.5.1 VSC拟合曲线对比分析
2.5.2 VSC拟合参数与初始孔隙比的关系
2.6 本章小结
第三章 合肥市膨胀土土水特性试验研究及曲线拟合
3.1 非饱和土力学的相关理论
3.1.1 非饱和土吸力原理
3.1.2 土水特征曲线的定义
3.1.3 土水特征曲线的测量方法
3.2 渗析法试验
3.2.1 渗析法原理与率定曲线
3.2.2 渗析法试验仪器与步骤
3.3 滤纸法
3.3.1 滤纸法原理与率定曲线
3.3.2 滤纸法试验仪器与步骤
3.4 离心机法试验
3.4.1 离心机法试验原理
3.4.2 离心机法计算改进
3.4.3 离心时间的确定
3.4.4 离心机法试验仪器与步骤
3.5 土水特征拟合模型
3.6 试验结果及其分析
3.6.1 SWCC曲线拟合参数及曲线规律
3.6.2 SWCC曲线拟合参数与初始孔隙比间关系
3.7 本章小结
第四章 膨胀土土水特性中吸力-孔隙比-含水率关系
4.1 SWCC-VSC三维曲面拟合模型
4.1.1 ω-ψ-e0的关系
4.1.2 e-ω（ψ）-e0的关系
4.1.3 θ-ψ-e0的关系
4.2 SWCC-VSC三维曲面拟合方法
4.2.1 曲线拟合法
4.2.2 曲面拟合法
4.3 结果分析
4.3.1 考虑体变的土水特征曲线
4.3.2 考虑体变的土水特征曲面
4.4 本章小结
第五章 降雨入渗下非饱和浅地基承载力数值模拟
5.1 地基承载力理论
5.1.1 饱和土地基承载力理论
5.1.2 非饱和土地基承载力的计算
5.1.3 Flac数值模拟介绍
5.2 数值模拟计算原理
5.2.1 非饱和土的抗剪强度及土水特征
5.2.2 荷载-沉降曲线的拟合
5.3 算例分析
5.3.1 算例介绍
5.3.2 结果分析
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑初始干密度影响的SWCC预测方法研究[J]. 蔡国庆,张策,李舰,赵成刚. 岩土工程学报. 2018(S2)
[2]确定渗析平衡时间的数值模拟方法[J]. 李芃,谭晓慧,辛志宇,王雪,谢妍. 岩土力学. 2017(11)
[3]非饱和土脱湿与吸湿水力特性对比研究[J]. 冯立,张茂省,孙萍萍,董英,葛瑞华. 水文地质工程地质. 2016(02)
[4]膨胀土增湿过程中吸力–孔隙比–含水率关系[J]. 辛志宇,谭晓慧,王雪,李芃,汪贤恩. 岩土工程学报. 2015(07)
[5]湿胀条件下合肥膨胀土土-水特征研究[J]. 谭晓慧,辛志宇,沈梦芬,汪贤恩,徐全. 岩土力学. 2014(12)
[6]考虑参数空间变异性的非饱和土坡可靠度分析[J]. 蒋水华,李典庆,周创兵,张利民. 岩土力学. 2014(09)
[7]基于离心机法研究固化淤泥的土水特征曲线[J]. 胡孝彭,赵仲辉. 水利与建筑工程学报. 2014(02)
[8]非饱和土与特殊土力学的基本理论研究[J]. 陈正汉. 岩土工程学报. 2014(02)
[9]土-水特征曲线的试验研究及曲线拟合[J]. 谭晓慧,余伟,沈梦芬,胡娜. 岩土力学. 2013(S2)
[10]考虑体积变化的膨胀土土—水特征研究[J]. 谭晓慧,沈梦芬,胡娜,余伟. 广西大学学报(自然科学版). 2013(04)
博士论文
[1]城市生活垃圾填埋场中水分运移规律研究[D]. 张文杰.浙江大学 2007
硕士论文
[1]非饱和土地基上条形基础的可靠度分析[D]. 谢妍.合肥工业大学 2016
[2]合肥地区非饱和膨胀土的粒度特性和土水特征的研究[D]. 沈梦芬.合肥工业大学 2014
[3]条形浅基础极限承载力研究[D]. 韩冬冬.浙江大学 2007
[4]非饱和土的抗剪强度和基质吸力的现场监测[D]. 肖元清.武汉大学 2005
本文编号：3039472
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