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    188宝金博页面版: 吸力在非饱和土强度中的应用

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    内容提示： 第 23卷第 5 期 水 利 水 电 科 技 进 展 2003 年 lO月 吸力在非饱和土强度中的应用 仲 晓晨 ( 苏州市交通工程 质量监督站 ， 江苏 苏州215003) 摘要 ： 利用改进后 的三轴试验仪 ， 运用轴平移技术 ， 通过试验研 究了吸 力对非饱和膨胀土强度特性 的影响， 试验表明， 强度参数 矿随吸力变化而变化， 两者有一定的相关关系． 在此基础上对非饱和 土强度理论公式和有效应力公式进行 了修正． 关键 词 ： 非饱 和 土 强度 ； 吸 力 ； 理 论公 式修 正 ； 三轴 试验 仪 中图分类号 ： TU432 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1006— 7647(2003)05— 0011— 03 非饱和土强度理论研究是岩...

    文档格式：PDF | 页数：3 | 浏览次数：19 | 上传日期：2013-10-13 14:34:47 | 文档星级：
    第 23卷第 5 期 水 利 水 电 科 技 进 展 2003 年 lO月 吸力在非饱和土强度中的应用 仲 晓晨 ( 苏州市交通工程 质量监督站 ， 江苏 苏州215003) 摘要 ： 利用改进后 的三轴试验仪 ， 运用轴平移技术 ， 通过试验研 究了吸 力对非饱和膨胀土强度特性 的影响， 试验表明， 强度参数 矿随吸力变化而变化， 两者有一定的相关关系． 在此基础上对非饱和 土强度理论公式和有效应力公式进行 了修正． 关键 词 ： 非饱 和 土 强度 ； 吸 力 ； 理 论公 式修 正 ； 三轴 试验 仪 中图分类号 ： TU432 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1006— 7647(2003)05— 0011— 03 非饱和土强度理论研究是岩土工程界长期以来 的一个非常重要的课题 ． 同饱和土理论相比， 它引入 了一个非常重要的状态变量——吸力 ， 即 u ， 称作基质 吸力 ， 为孔 隙气压力 与孔隙 水压力之 差 ． 它是表征土对水亲合能力的一个物理量 ， 对非饱 和土的强度特性有重要影 响 ， 可通过 陶土板等试验 获得? 1 ． 关于吸力在非饱和土强度 中的作用 ， FrecllundE 2 用如下公式表达 ： r，= c’ + ( 一 u口 )tanq~ + ( “口一u ) tanq ~ ‘ ( 1) = 。一 c = c + ( u。一“ )tanq ~ r| = ( u 一 “ ) tanq ~ ‘ (2) (3) r| = c —c (4) 式 中： c’ ， 9’ 分别 为有效粘 聚力和有效 内摩擦角 ， 通 过饱和土三轴试验求得 ； c 为总粘聚力 ； r|为基 质吸 力引起的强度 ， 即吸附强度 ； 和土的种类和吸力有关 ． 本文利用改进后的三轴试验仪[引， 运用轴平移 技术 ， 通过试验研究了吸力对非饱和土强度特性影 响， 探求了强度参数 与吸力之间的相关关系 ． 由 此对非饱和土强度理论公式和有效应力公式进行 了 修 正． 为强度参数 ， 与非饱 1试验 结果分析 研究的土样为湖北膨胀土 ， 中等膨胀性 ， 土粒的 相对密度为 2． 73， 自由膨 胀率 70％ ， 矿物 组成 以伊 利石为主 ， 含蒙脱石 ． 土样 均采用室 内击实试样 ． 初 始含水量取 17％ ， 基质吸力分别控制为 0( 即饱和土 样) ， 50， 80， 120， 200kPa． 干密度取 1． 5 g／ cm 3． 采用三 轴 固结不排水试 验 ， 在施加周 围压力 、 孔 隙压力后 ， 按照剪切速率 0． O O 9 mm／ min 进行剪切 ． 1． 1应 力应 变 关 系 应 力应 变关 系 如 图 1 所 示 ． 图 1 表 明 ， 非 饱 和膨 胀 土 的 吸力 对 膨 胀 土 的应 力应变关系具有重要影响 ． 吸力越大 ， 曲线出现的峰 值越大 ， 同时达到峰值所需 的轴向应变越小 ． 1． 2强度 分析 1． 2． 1 c 和 的求取 c 和 9’ 是通过饱和土样 的三轴试 验获得的． 由 图 1的饱和土样的应力应变关系曲线可以得到它 的 强度 包 线， 如 图 2 所示 ， 并 求得 c = 35 kPa， 9 = 21 ． 2o． 大量文献资料表明， 对于“等 同”的土样 ， 即具有 相同的含水量和干密度的土样 ， 强度参数 9 是不随 吸力而变化的 ． 从吸力分别为零和 50 kPa 时两组强 度包线试验 中也能得 到证实 ( 图 2 和 图 3) ． 吸力为 零时 ， 为 21． 20； 吸力为 50kPa 时， ’ 为 21． (y o． 两者 相差无几 ， 近似相等， 可统一取 21． (y o． 这样当吸力改 变时， 可认为强度参数 9 不变． 由此 可以绘 出不 同 吸力时的强度包线 ， 见图 4． 图中强度包线同 r， 轴的 截距为总粘聚力 c ， 它们 的值可 由图中直接读 出， 9 值都为 21． (yo． 1． 2 ． 2吸 力 与强 度 的关 系 从总粘聚力 c 中分离出各 自的吸附强度 r|用式 (4)表达． 绘制出不同吸力时的吸附强度如图5 所示． 由图 5 可知 ， 两者有着很好的直线相关关系 ． 这 样 ， 就可以获得 吸附强度同吸力的相关表达关系式 ： 作者简介 ： 仲晓晨( 1973一) ， 男 ， 江苏滨海人 ， 工 程师 ， 硕士 ， 从事交通工程质量监督工作 ． 维普资讯 http://www.cqvip.com

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