非饱和绢云母片岩残积土动力特性试验分析

以广泛分布于大临铁路沿线的绢云母片岩残积土为研究对象,开展非饱和状态下绢云母片岩残积土的共振柱试验,研究了动剪应变γd在小应变范围内(10-6<γd<10-4)不同含水率、干密度及固结围压对动剪切模量Gd与阻尼比D的影响.试验结果表明,含水率对动剪切模量与阻尼比的影响较大,对干密度及固结围压的影响较小.Gd及D随含水率...     

上海软土非饱和压缩特征

通过室内吸力控制的非饱和1维压缩试验,获得了上海软土在不同吸力下的压缩—回弹—再压缩曲线,进而获取了非饱和土2个重要压缩性指标——回弹指数和压缩指数;分析探讨了基质吸力对非饱和土强度的影响,并采用Alonso弹塑性模型对试验实测数据进行了拟合分析,获取了前期固结压力随基质吸力的变化关系曲线.试验结果表明,随着基质吸力的增加,土的压缩性不断降低;当前吸力条件下,孔隙比随竖向压力变化曲线阶段特征明显,包括弹性阶段、弹塑性阶段以及回弹与再压缩阶段;非饱和压缩过程中,前期固结压力随基质吸力减小而减小,土的孔隙比与基质吸力和竖向应力之间呈曲面关系.     

非饱和膨胀土膨胀变形规律初探

利用轻便固结仪与压缩仪试验研究了不同状态(即不同的含水量、干密度、竖向压力)下膨胀土的膨胀量、膨胀力特性。在试验的基础上,对膨胀土的膨胀变形规律进行了初步探讨,并由此建立膨胀量与含水量、膨胀力与含水量及干密度之间的相关关系式。     

非饱和玄武岩残积土剪切特性试验研究

非饱和土中的基质吸力对其抗剪强度特性有重要的影响。选取贵州毕威高速公路沿线的玄武岩残积土样,采用非饱和直剪仪进行控制基质吸力的剪切试验。试验结果表明,在不同的基质吸力和净法向应力作用下,重塑试样由于结构性遭到彻底破坏,应力应变关系表现为应变硬化型。在300 kPa的基质吸力范围内,基质吸力对黏聚力影响显著,对有效内摩擦角基本无影响。非饱和玄武岩残积土的抗剪强度与基质吸力基本呈线性关系,非饱和抗剪强度参数φ~b=19.4°,验证了非饱和土双应力状态变量抗剪强度公式的适用性。     

非饱和上海软土的土-水和变形特性

使用压力板法和滤纸法测量非饱和上海软土的吸力,得到第②,③,④层上海原状土和第②,③层上海重塑土的土-水特征曲线,以及土体脱水干燥过程中吸力和孔隙比之间的关系.土-水特性试验结果表明:第②,③,④层上海原状土和第②,③层上海重塑土的进气值分别为150～180,220～250,650～800,260～310,550～600 kPa.干燥收缩试验结果表明:上海黏土的收缩过程可分为3个阶段,即弹性阶段、弹塑性阶段和缩限阶段.当基质吸力较小时,收缩变形较小,土体处于弹性阶段;当基质吸力增大到一定值时,收缩变形明显,土体处于弹塑性阶段;当土体变形基本不随基质吸力变化时,土体处于缩限阶段。     

非饱和花岗岩残积土的剪切特性与抗剪强度分析

对不同含水率的原状和重塑花岗岩残积土开展常规三轴固结不排水试验,对比分析饱和度对原状土和重塑土剪切变形特性的影响规律,并通过测定原状土和重塑土的土水特征曲线,给出基质吸力与抗剪强度指标之间的关系,建立花岗岩残积土非饱和抗剪强度表达式。结果表明：原状和重塑花岗岩残积土的应力-应变曲线的硬化程度随着含水率和围压的增加而上升,原状土的应力-应变曲线在低含水率、低围压条件下表现为软化型,重塑土均表现为硬化型;原状土和重塑土的应力路径随含水率的变化基本相同,随着含水率降低,剪切过程中产生的孔隙水压力逐渐减小,有效应力路径逐渐向总应力路径靠拢;花岗岩残积土土水特征曲线可分为饱和、过渡、残余3个阶段,脱湿过程中原状土的残余吸力大于重塑土,过渡区范围比重塑土大,在高饱和度状态下,原状土和重塑土的含水率随基质吸力的增加变化幅度很小,达到进气值后才随着基质吸力开始明显下降,进入到残余阶段含水率的变化逐渐缓慢;基质吸力对土体内摩擦角的影响很小,黏聚力随着基质吸力的增加不断增大,吸附内摩擦角逐渐减小,基质吸力对土体抗剪强度的贡献逐渐减弱,基质吸力对原状土与重塑土有效黏聚力的影响远大于有效内摩擦角,通过基质吸力与吸力强度之间的回归关系建立的非饱和双曲模型对预测花岗岩残积土的抗剪强度具有很好的适用性。     

基质吸力对非饱和土抗剪强度影响的试验研究

在非饱和土条件下产生的负孔隙水压力(基质吸力)对于预测如边坡、挡土墙、挖方工程、基础工程之类的土石结构的稳定性十分重要.为了探讨基质吸力对非饱和土抗剪强度的影响,采用非饱和土固结排水三轴剪切试验对此进行了研究.试验采用恒定的净周围压力和变化的基质吸力,以反映基质吸力的变化对抗剪强度的影响.通过对试验结果的分析可以得到如下的结论:表示基质吸力对抗剪强度的平均增加率的参数Φb为20.7°,在较小的基质吸力范围内基质吸力与抗剪强度之间存在着线性关系.     

非饱和土受荷后的单向初期变形和固结变形

为建立一维非饱和土固结简化计算方法,首先将非饱和土的固结过程分为初期压密、气压消散和水压消散3个阶段并假定初期压密和气压消散这2个过程是瞬时完成的,然后再单独考虑水压的消散过程.实例模拟结果表明:简化方法能基本反映饱和度不太高的非饱和土的固结过程;饱和度超过85%时,气压消散存在一个较长的历时过程,简化计算方法不宜采用.     

千将坪滑坡非饱和土的土-水特征曲线试验研究

利用能控制吸力的四联非饱和土直剪仪,进行三峡库区千将坪滑坡非饱和土的试验,得到在不同正应力和不同基质吸力条件下土的质量含水量,并根据试验结果,绘制非饱和土的土-水特征曲线,对相应的土-水特征曲线模型进行了拟合,得出其拟合函数.分析得到了应力状态影响了土的进气值,土-水特征曲线随应力的增大而变得平缓.     

考虑体积质量变化时非饱和土的土压力系数

利用非饱和土的双应力状态变量表示方法，各向同性和线弹性非饱和土的本构方程以及饱和度与基质吸力之间的关系，建立了非饱和土在考虑基质吸力和体积质量沿深度变化时的静止．主动和被动土压力系数表达式。通过数值积分求出了考虑不同因素作用时的三种土压力系数，并得到以下一些结论：非饱和土的土压力系数不仅与相应的饱和土参数有关，还与深度和基质吸力的分布有关；压力系数在较浅处一般较小，随深度的增加而增大，且三种系数均有在一定深度范围内为零即在地面产生裂缝的可能，主动情况下裂缝深度最大；基质吸力沿深度线性减小时的土压力系数最接近饱和时的土压力系数，且基质吸力减小的越快。两种压力系数越接近。     

某滑坡滑带土的土水特征曲线试验研究

文章采用Tempe仪测定了某滑坡滑带土的水质量分数与基质吸力的对应关系,利用指数衰减函数对该土水特征曲线进行描述,并确定了该土样的残余水质量分数;结合土水特征曲线的性质对指数衰减函数中的参数的物理意义作了明确的定义,结果证明该公式简单明了及适用性强。     

多相介质油田白垩的试验研究

为了合理解释北海白垩油田遭遇的钻井失稳及地表沉降等问题，深入了解油田白垩的特殊性态。在试验研究的基础上对多相介质油田白垩的非饱和特性进行了研究。试验结果证实了非饱和白垩具有与一般非饱和土相似的生态，包括水饱和度与虹吸力的关系，适用于非饱和白垩的应力状态变量，具有强度和压缩性随吸力的变化而变化的特性等，所获成果可为油田白垩的模型研究提供参考依据，并对解决在石油开采过程所遇到的工程问题具有指导意义。     

侧限应力状态下非饱和膨润土的变形特性

采用测量侧向应力的压缩仪对不同初始密度和含水量的非饱和膨润土进行压缩试验,研究膨润土在侧限条件下由竖向荷载作用引起的变形及侧向应力的变化规律.根据试验结果,得到在含水量不变条件下非饱和膨润土的压缩变形特性,同时分析压缩过程中试样的孔隙比、饱和度及侧向应力的变化规律,归纳出非饱和膨润土中侧向应力与竖向应力之比与饱和度及竖向应力的关系.     

多层土质边坡入渗的水流方向演变机理

为研究多层土边坡内入渗雨水方向演变规律,建立均质和多层土质边坡模型,依据VG模型的多土层边坡含水率与基质吸力的控制方程,结合饱和区成形,研究了入渗雨水方向的时空演变特征及影响因素,以及水流方向与有效应力的联系.分析表明:水平方向的基质吸力差决定了水流方向,基质吸力沿水平方向的变化率决定了水流水平方向增速;饱和区成形是垂直流产生的必要条件;降雨停止坡面浅层0~1.3m内迅速产生下坡向水流,深层下坡向水流产生滞后;渗透性差异大的土层交界面上极易产生剧烈的水平渗流;上坡向水流的产生伴随着有效应力降低.     

非饱和残坡积土强度随含水量变化试验研究

直接研究非饱和土的强度随含水量的变化,建立引入含水量的强度公式,具有重要的实用价值.在普通三轴仪上进行非饱和残坡积土的强度试验,试验结果表明,非饱和残坡积土的抗剪强度随着含水量的增大而明显减小,这说明水分对强度的影响剧烈.引入参数峰残应力比对非饱和残坡积土的应变软化特性进行了量化分析,发现最佳含水量为应力应变曲线从软化转变为硬化的临界含水量,且凝聚力c值随含水量的增加呈指数衰减,内摩擦角φ值随含水量的增加呈线性衰减.在此基础上提出非饱和残坡积土总应力强度公式,公式运用简单便捷,可为工程实际应用提供参考.     

Matrix Suction of Unsaturated Colluvium Slope Influenced by Rainfall and Plant Condition： A Case of Taiwan Huafan University

This study investigates the variation of matrix suction,water content and ground water level before and after the rainfall for the unsaturated colluvium slope in the campus of Fuafan Uni-versity. The measuring devices including electrical matrix suction,water content and ground water level were set up in different sur-face of planting condition for each depth in real-time. It is ob-served that the matrix suction in the time from July to September is higher;however,when heavy rains caused by typhoon happened,matrix suction will drop rapidly. This variation is obvious in short grass zone and less clear in the broadleaf tree zone. The maximum value in short grass zone,long grass zone and broadleaf tree zone at 2 m depth are 90.3,68.2,18.5 kPa,respectively. These results are expected to serve as a reference for the study of slope stability mechanisms.     

红层软岩泥化夹层土水特征曲线影响因素

为探讨红层软岩泥化夹层土-水特性的变化规律及影响因素,采用体积压力板仪对不同初始状态的泥化夹层土进行试验研究。选取van Genuchten模型对试验结果进行拟合。试验结果表明：(1) 初始含水质量分数大的试样,进气值、残余含水质量分数也大,进气值随初始含水质量分数变化敏感性在高干密度时明显降低;(2) 初始干密度大的试样,进气值明显增大,这种变化幅度在低初始含水质量分数时更大。同时土-水特征曲线斜率变得更缓,试样残余含水质量分数增高;(3) 粗粒质量分数高的试样,进气值降低,持水能力增强,残余含水质量分数更低。