非饱和粉土的抗剪强度与动力特性研究

发布时间：2022-01-10 06:15

　　许多实际建设工程与非饱和土密切相关,如多数的公路、铁路和部分地铁工程直接建在非饱和土地基上。当对这些工程的非饱和土地基进行开挖和填筑时,若能充分利用其非饱和抗剪强度,不仅对工程结构物自身和支护结构的稳定性有重要意义,而且有利于降低施工成本。此外,当这些工程的地基承受车辆、地震等振动荷载作用时会产生一定的变形甚至液化,这将对其上部的基础和结构物造成较大的安全隐患。因此,研究非饱和土的抗剪强度及其在振动荷载下的动力特性有重要的工程应用价值。与砂土和黏土相比,粉土的工程性质比较特殊,本研究以粉土为试验材料,利用压力板仪、直剪仪、饱和盐溶液蒸汽平衡法和非饱和土动三轴仪,进行了一系列土水特性试验、直剪试验、动力变形试验和动力强度试验等,研究了非饱和粉土的土水特性、抗剪强度、动力变形特性以及液化特性,具体研究内容和成果如下:（1）通过对粉土进行从干燥到饱和范围内不同初始饱和度下的直剪试验和土水特性试验,研究其土水特性和强度特性,重点研究其非饱和抗剪强度和饱和度之间的关系。试验结果表明,在同一正应力下,非饱和粉土的抗剪强度随着饱和度增加先增大后减小,存在一个峰值;黏聚力随饱和度的变化规律也类似,而内... 

【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校

【文章页数】：138 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１毛细管作用和水压分布??：??

张力计法等??土水特征曲线在吸力与含水量的平面坐标系中的位置取决于土的类型（或??矿物成分），图１．２表示不同土质的土水特征曲线示意图。由图可知，土的黏性??越大，同一吸力时含水量越大，即保水能力越强。对于同一种土，其脱湿曲线??在吸湿曲线的上面，说明脱湿时比吸湿时具有较高的含水量。这种滞回现象是??由土体中孔隙的几何形状不同引起，脱湿过程是几何形状较粗的孔隙起控制作??用，而吸湿过程是几何形状较细的孔隙起控制作用。因此，在同一吸力作用下，??脱湿过程的土体孔隙中具有较多的水分。??ｗ／％??５〇?－?＾?脱湿曲线??吸湿曲线??４０?＼土＼＼?黏土??０??一＾—？?５／ｋＰａ??１０°?１０１?１０２?１０３?１０４?１０５?１０６??图１．２不同土质的土水特征曲线示意图??４??

上海大学博士学位论文???图１．３表示脱湿过程的土水特征曲线示意图。在脱湿曲线上有两个重要的??特征点：进气值和残余点，这两个特征点将土的持水状态按吸力大小划分为边??界效应区、过渡区和残余区（Ｗｈｉｔｅ等，１９７０）［１１］。当吸力小于进气值时，土的饱??和度变化不大，基本处于饱和状态；吸力一旦超过了进气值，脱湿曲线就变得??陡峭，随吸力增大土的饱和度迅速降低；当吸力超过残余点对应的吸力值时，??随吸力增大土的饱和度降低速率变缓。??１００?—￣１??１?１???８０?－?／?＼?残余区?－??ｔ?■进气值＼???＂??２－?６０?－?＼?－??姻．?＼?．??雲４０?－?＼?，余点?一??＾?．边界效应区?．??２０?￣?一??Ｑ??｜??｜??｜?Ｉ?＾—??１０°?１０１?１０２?１０３?１０４?１０５?１０６??吸力／ｋＰａ??图１．３脱湿过程的土水特征曲线示意图??影响某一种土的土水特征曲线的因素主要有孔隙结构（即孔隙大小的分??布）、密度、温度等，其中，最根本的影响因素是孔隙结构。孙德安等（２０１５）［１２］??以黏土为研究对象，研究了孔隙比相近的压实样和预固结样的土水特征曲线．结??果表明：预固结样的进气值比压实样的要大


本文编号：3580196