刘文化[1]2015年在《干湿循环对非饱和土力学特性影响及非饱和土本构关系探讨》文中进行了进一步梳理地表浅层的非饱和土体经常承受由水位升降和降雨-蒸发过程引起的干湿循环的影响,土体的力学特性发生不可逆转的变化。这部分非饱和土与浅基础、边坡、土坝和公路铁路路基等实际工程问题紧密相关。研究干湿循环条件下非饱和土的力学特性无论对设计新的土工结构还是评价已有土工结构的安全稳定性都具有重要的现实意义。本文首先从试验出发,以大连地区典型粉质黏土为研究对象,通过对干湿循环前后不同初始干密度粉质黏土在饱和条件下的固结不排水剪切特性进行详细分析,发现干湿循环对不同初始干密度土体的影响存在差异,指出进行干湿循环试验研究时必须考虑试样的初始密实度；基于泥浆固结叁轴试样,研究了干湿循环对不同基质吸力下非饱和土抗剪强度、临界循环应力和动强度的影响；以干湿循环条件下非饱和土力学特性试验为基础,分析了干湿循环对非饱和土力学特性影响的机理,并通过电镜扫描试验佐证了所提机理的合理性。其次,以下负荷面剑桥模型为基础建立了超固结非饱和土的本构模型,并对模型的有效性进行了验证,对干湿循环前后非饱和土的力学特性进行模拟；结合孔隙介质理论,推导了非饱和土的固-液-气叁相耦合有限元控制方程,并进行有限元数值计算。本文主要研究成果如下：(1)通过应力-应变控制式叁轴剪切试验仪研究了干湿循环条件下不同初始干密度粉质黏土试样在饱和条件下的固结不排水剪切试验特性,结果表明：干湿循环对土体的影响与土体的初始密实状态有关。干湿循环使得初始干密度为1.61g/cm3的试样的应力-应变关系曲线由应变硬化转变为应变软化,孔隙水压力的发展由先增加后减小转变为孔压持续增长,干湿循环前后有效应力路径的发展趋势发生了明显变化。初始干密度1.71g/cm3和1.76g/cm3试样干湿循环前后的应力-应变关系曲线形式未发生明显改变,干湿循环致使孔隙水压力的峰值所有增加,剪切初始阶段的有效应力路径位于未循环试样的左侧。干湿循环过程中粉质黏土力学特性的变化与干燥应力的大小有关,干燥应力越大,力学特性变化越明显。由干湿循环前后土体的电镜扫描试验发现,干湿循环导致土骨架的结构性转变。干湿循环过程中试样内部结构调整和基质吸力的压密作用使得土体的力学特性发生了不可逆转的变化。在研究干湿循环条件下非饱和土的力学特性时,有必要考虑初始密实度和干燥应力对土体力学特性的影响。(2)基于非饱和土的孔隙结构差异影响其平衡饱和度并改变其力学特性这一事实,对泥浆固结制样方法进行改进。改进后的方法能够一次性制备数十个叁轴试样,确保多个试样同时进行干湿循环试验,保证了后续非饱和土叁轴试验的连续性,缩短了整个试验周期。通过对比多个试样的干密度、含水率分布、颗粒分布曲线和土水特征曲线,系统地评价了泥浆固结试样的均一性,表明改进的泥浆固结方法能够制备大量的均一性试样,有效地降低了试样差异性对试验结果的影响,为后续的试验奠定了基础。(3)采用GDS非饱和土叁轴仪和改进的可控制吸力式C.K.C循环叁轴仪对干湿循环条件下的非饱和粉质黏土进行了常吸力下的叁轴排水剪切试验和动叁轴试验,探讨了干湿循环对非饱和土抗剪强度、临界动应力和动强度等的影响。结果表明：干湿循环后非饱和土的初始剪切刚度、临界动应力和动强度明显增大,但这种增长随基质吸力的增大而减小。(4)从理论与试验相结合的角度分析了干湿循环对非饱和土力学特性影响的机理,即饱和条件下干湿循环对土体力学特性的影响主要取决于干湿循环过程中试样的密实度变化和微裂隙的开展程度两方面,最终的表现取决于这两方面所占的权重；而在分析干湿循环对非饱和土力学特性的影响时则应同时考虑密实度变化、微裂隙开展以及饱和度变化叁方面的作用。干湿循环前后的电镜扫描试验结果佐证了所提机理的合理性。(5)基于下负荷面剑桥模型,采用平均骨架应力,引入有效饱和度作为自变量,假设非饱和土的压缩曲线的斜率为有效饱和度的函数,建立了超固结非饱和土的本构模型。该模型能够较好地描述正常固结、超固结的饱和及非饱和土的力学特性,同时能够描述非饱和土的循环加载特性。通过对不同初始超固结度下的非饱和排水、不排水叁轴试验进行模拟,验证了模型的有效性。采用该模型对干湿循环前后非饱和土的叁轴试验进行模拟,取得了良好的效果。(6)以多相孔隙介质理论和连续介质理论为基础,结合超固结非饱和土本构模型,从一些基本的假设出发,严格推导了非饱和土的叁相耦合控制方程。通过引入附加假设,对控制方程进行简化,最后得到了u3-pa-pw格式的叁相耦合控制方程,并推导了该控制方程的有限元格式。通过Fortran语言进行编程将该模型引入到叁相耦合数值分析平台中,建立了考虑超固结效应的叁相耦合有限元程序,并分析了干湿循环引起的土水特征曲线变化对土坝渗流的影响,为研究干湿循环条件下非饱和土坝的渗流奠定了基础。
李帅[2]2008年在《叁峡库区非饱和土变形和强度特性研究》文中进行了进一步梳理非饱和土的渗透性、强度和本构关系等基本特性的研究是分析非饱和土力学性状、开展数值模拟的基础和出发点,是研究非饱和土质边坡失稳的核心问题。对非饱和土来说,获得大量的试验测试资料对理论的建立和发展具有非常重要的现实意义,而由于其测试仪器和使用方法的复杂性使得当前资料数据十分缺乏。本文结合国土资源部叁峡库区地质灾害防治研究项目,以叁峡库区非饱和土为研究对象。首先简述了试验研究的重要背景,叙述了非饱和土强度和变形等方面的研究历史和现状,并概述了各项试验研究的基本理论和方法。然后从以下四个方面开展试验研究,阐述试验原理,介绍试验仪器及使用方法,并对试验数据进行整理分析,得出结论和建议。1)量测了叁峡库区非饱和土的基本物性参数;2)用非饱和土叁轴试验仪量测了试样的初始基质吸力,为评估非饱和土的强度和应力水平提供参考;3)用Tempe仪和体积压力板仪进行了非饱和土的干燥和吸湿试验,得到了土-水特征曲线,并根据其参数拟合出各级吸力状态下对应的渗透系数;4)用GDS叁轴仪进行了强度试验,得到了Mohr圆和抗剪强度参数;并比较分析了不同应力路径下试验结果;同时得到不同吸力和不同围压下轴向应变-应力比-体应变的关系曲线和其相互关系。该研究是叁峡库区地质灾害防治研究工作的基础性工作,其结果将直接应用到工程实际中,为叁峡库区地质灾害提供必要的数据和参考。
杨雪莲[3]2001年在《非饱和土的强度及变形特性研究》文中指出本文以非饱和粉煤灰作为研究对象，通过改进常规叁轴仪，实现了对孔隙水压力及孔隙气压力的分别量测，达到最终量测吸力的目的。通过采用叁种试验方法，即固结不排水不排气剪切试验、固结排气不排水剪切试验(即常含水量试验)和固结排水不排气剪切试验，研究了非饱和土的强度与变形特性。结果表明，粉煤灰作为一种砂类土，其非饱和特性与粘性土有较大差别。表现在，经过固结之后，其基质吸力值基本上为一常数，固结时围压大小对固结后基质吸力的影响甚微。与吸力相关的摩擦角φ_b随吸力的增大而增大，但始终小于有效摩擦角φ'。 本文的另一个重要成果是提出了新的非饱和土抗剪强度表达式，它采用两个应力状态变量，其中吸附强度的对数与吸力的对数之间呈线性关系。同时，其中的c'，φ'值可通过(?)关系直接得出。该表达式的概述清晰，参数确定简易，可方便应用于类似粉煤灰的砂类土非饱和强度的确定。 最后，本文利用改装后的叁轴仪，研究了非饱和土的变形特性，分析比较了非饱和土与饱和土的强度与变形特性的区别以及联系，得出对于初始状态相同的土，由于非饱和土具有吸力，致使其强度明显高于相应饱和土的强度。在实际工程中，若忽略这种差异，无疑会明显低估其本身的强度，而使工程设计偏于保守。同时，非饱和土的体积应变大于饱和土的体积应变，并且随着围压的升高，它们之间的差距增大。因此，在贮灰坝工程设计中，若不考虑非饱和粉煤灰的这种特性，则会低估粉煤灰的总体变形，从而对工程的安全造成不利影响。
刘兰兰[4]2009年在《非饱和黄土等效吸力的研究与应用》文中认为饱和土作为土力学基本框架的重要组成部分,其理论已经基本趋于成熟,而非饱和土在实际工程中分布更为广泛,但由于其工程特性更为复杂,理论尚不完善。本文摒弃了非饱和土力学中用单应力变量和净应力与基质吸力双应力变量来研究非饱和土强度和变形特性的思想,选择饱和度作为物理量,避免了吸力的量测,研究土体内水分对强度和变形的影响。在非饱和土力学中,强度理论和变形理论是非饱和土力学稳定性分析理论及计算方法的重要基础。非饱和土力学的研究目前还未进入实用阶段,主要原因在于吸力量测的复杂,等效吸力的提出避免了吸力量测的困难。鉴于此,进行了用含水量(饱和度)代替吸力的试验并确定了等效吸力的拟合公式。本文以常规静叁轴试验得到的原状饱和黄土以及非饱和黄土的应力-应变曲线为基础,根据变形等效的原则确定不同饱和度对应的不同的等效吸力,建立了饱和度与等效吸力之间的非线性关系,为简化非饱和土理论应用于工程实践建议了一种新的实用方法。并根据试验结果分析了吸力对非饱和黄土强度的影响,建立非饱和黄土的实用抗剪强度公式。最后按照邓肯-张模型的参数整理方法得到了不同饱和度-的非饱和黄土的模型参数,探索这些参数随饱和度的变化规律,建立了引入饱和度的非饱和黄土实用非线性模型。为了避免吸力量测的困难,采用等效吸力代替真实吸力,提出了一个计算湿陷性黄土增湿变形的方法。进行降雨入渗情况下湿陷性黄土增湿变形的计算,计算结果合理地反映了非饱和黄土变形的分布趋势,验证了方法的合理性。
王娇[5]2018年在《非饱和黄土土水特性与真叁轴屈服及强度变形特性试验研究》文中研究说明本文首先采用非饱和固结仪对非饱和黄土进行了一系列分级增湿试验与等吸力侧限压缩试验,分析了非饱和黄土增湿时的土水特性(饱和度与吸力关系、含水率与吸力关系)及非饱和原状土体的压缩变形规律;并基于改进后的非饱和新型真叁轴仪,对非饱和原状黄土进行等吸力等向压缩试验,并且测试了不同吸力、不同固结围压、不同中主应力参数b的等p等b剪切变形关系,研究了不同应力路径下非饱和原状黄土的应力应变规律、变形、剪切屈服与强度破坏特性。得出如下结论:(1)采用V-G模型对本次非饱和黄土的Sr-lgs关系曲线进行拟合,发现拟合效果较好;在相同吸力条件下,等向压缩试验的结构屈服净应力比侧限压缩试验的结构屈服净应力小,土体在等向压缩条件下更容易发生破坏。(2)等p等b路径下非饱和Q3原状黄土的应力应变关系曲线均随着中主应力比b的增大由硬化型逐渐转化为接近理想弹塑型,土的抗剪强度也在逐渐降低。体应变随着中主应力参数b值的增大也在增大,且都为正值,土体一直处于剪缩状态,最终的体变曲线都趋近于平缓。净固结围压与吸力都可以提高土体的强度。(3)在本次试验所做吸力范围内,非饱和土的抗剪强度参数c随基质吸力的增大而呈线性增大;而内摩擦角φ随吸力变化基本呈现一常数;Bishop表达式中的χ值以及Fredlund表达式中的吸附内摩擦角φb都随吸力的增大而非线性减小;并且中主应力参数b对非饱和土抗剪强度参数有一定的影响。(4)在围压一定,b=0(即常规叁轴条件下)的等p剪切试验中,吸力与屈服剪应力呈现递增的指数关系,并且吸力一定时,围压越大,屈服剪应力也越大;真叁轴等p等b剪切条件下的屈服应力在子午面上大致在一条直线上,吸力越大,同一屈服应力下,屈服强度越大。但是在同一基质吸力条件下,中主应力参数b对本次试验试样的屈服过程影响不大。(5)非饱和原状黄土在等p等b剪切条件下的破坏应力在子午平面上也在一条直线上,且线性效果明显好于前面的屈服线;且随着净围压的增大,试样的剪切强度随着中主应力参数b值的增大而减小。而且随着基质吸力的增大,土的强度也随之增加。在相同基质吸力条件下,不同净平均应力下π平面上破坏线的形状基本一致,且随着净平均应力的增大,破坏轨迹逐渐向外扩散。在相同的净平均球应力条件下,随着基质吸力的增大,π平面内的强度破坏线也逐渐向外延伸扩展。(6)选取了叁种重要的强度理论对本次试验强度进行比较分析,即不等六边形角锥面的Mohr-Coulomb准则、不等边抹圆锥体的SMP准则,也叫松冈-中井准则以及Lade-Duncan准则,发现Lade-Duncan准则对该原状黄土有很好的适用性。
张宏明[6]2011年在《非饱和土石混合体的力学特性左变形破坏机制研究》文中认为在持续降雨或暴雨等自然因素的作用下,堆积层滑坡体往往处于饱和-非饱和状态,极易诱发灾变。因此非饱和土石混合体力学特性及其影响因素的试验与理论研究是堆积层滑坡研究的热点问题。本文通过自主开发的土石混合体随机生成系统,从土-石界面接触特性、含石量、饱和度、干湿循环等特征的差异性出发,研究非饱和土石混合体的应力-应变关系、剪胀/剪缩性、硬化/软化规律、强度特性及变形破坏机理等,获得以下研究成果：1·总结了当前土石混合体的研究现状,分析了其中存在的主要问题。在此基础上,明确了非饱和土石混合体力学特性的影响因素,提出了本文的主要研究内容和技术路线。2·采用随机模拟的方法,利用FORTRAN语言程序,开发了基于室内级配组成的任意凸多边形块石的土石混合体随机生成系统,并嵌入到有限元程序中,实现了模型试验的数值计算功能。3·针对土石混合体块石界面特征,开展了非饱和土石混合体在不同土-石界面接触条件下的双轴压缩数值试验,研究了不同土-石界面参数下非饱和土石混合体的变形强度特性与破坏机理,结果表明：当土石界面摩擦系数很小时,非饱和土石混合体表现为“散体状”破坏模式,摩擦系数越大,碎石与土体变形协调越好,峰值强度越高,最后呈“整体状”破坏4·开展了双轴剪切数值试验,研究了在不同碎石含量、饱和度条件下非饱和土石混合体的应力-应变曲线形态、变形强度特性和破坏机理。结果表明：碎石含量越大,非饱和土石混合体峰值强度越大,剪胀特性越显着；饱和度越大,非饱和土石混合体峰值强度减小,剪胀性越显着。5·非饱和土石混合体属于典型多孔介质,其渗透性与颗粒大小、形状及饱和度关系密切。本文在块石和土体接触紧密且碎块石不透水的情况下,通过双轴渗透试验,研究非饱和土石混合体的细观渗流场特征。结果表明：非饱和土石混合体的渗透性随着碎石含量增加而减小,随着饱和度的增加而增加。6·针对基质吸力受饱和度变化路径影响的特性,开展了不同干湿循环次数下非饱和土石混合体双轴压缩试验,研究了干湿循环路径对非饱和土石混合体力学特性的影响规律。结果表明：随着干湿循环次数的增加,非饱和土石混合体强度有较明显的降低,这也是导致降雨型堆积层滑坡产生失稳的诱因之一。
冯君[7]2015年在《合肥地区黏性地基土非饱和工程特性试验研究》文中研究说明为研究合肥地区黏性地基土的非饱和工程特性,选取该地区某铁路地基土为研究对象,依次分析了地基土的工程地质特性；物质组成特性,包括：颗粒组成特性,矿物成分、化学成分及相互之间的耦合特性,级配及矿物成分对基质吸力的影响特性等。区别于常规饱和土的试验方法,采用非饱和土压力板仪、能控制基质吸力的非饱和土四联直剪仪及非饱和土叁轴仪对黏性地基土进行了不考虑应力、考虑净竖向应力及净平均应力的SWCC试验,分析了地基土在不同应力状态下的土水特性；并结合非饱和土孔隙体积分形模型和Van Genuchten模型,分析了地基土土水特征曲线的分形特性,综合研究了试验段黏性地基土的非饱和土水特性。利用非饱和土固结仪和叁轴仪对地基土的一维和叁维压缩变形及蠕变变形特性进行了相应的试验研究；最后利用非饱和土叁轴仪对地基土进行了考虑基质吸力、净围压和干密度的叁轴排水剪切试验,研究了其非饱和强度特性。通过上述研究,主要得到以下几方面的结论：(1)试验段地基土中主要黏土矿物为蒙脱石和伊利石；化学成分主要为SiO2、Al2O3、Fe2O3;地基土的残余含水率与黏粒含量呈现出明显的线性正相关,而与粉粒含量呈现出线性负相关；残余基质吸力与黏粒含量呈非线性负相关,而与粉粒含量呈非线性正相关；同时,残余含水率和残余基质吸力与地基土中蒙脱石的含量呈明显的线性关系,而与伊利石的含量并无明显相关性。(2)相同大小的应力作用下,考虑净平均应力的SWCC呈现出边界效应、过渡及非饱和残余叁个区段,考虑净竖向应力的SWCC只出现过渡及非饱和残余段,而不受应力的SWCC,过渡段比较明显,并呈现出水平的直线段,边界效应和非饱和残余段均不明显；针对试验段黏性地基土,得到一种同时考虑净竖向应力、净平均应力和基质吸力的广义土水特征曲线模型；基于非饱和土孔隙体积的分形模型和土水特征曲线的Van Genuchten模型,得到一种基于Van Genuchten模型参数求解非饱和土分维数的理论解。(3)提出吸力切线压缩系数的概念,通过试验发现试验段黏性地基土的吸力切线压缩系数随净竖向应力的增大呈现出指数形式的衰减规律；屈服净平均应力随吸力的增大而增大,而屈服吸力随净平均应力的增大呈现出线性减小,并根据Barcelona模型得到试验段黏性地基土的非饱和LC和SI屈服线。(4)不同基质吸力的一维蠕变变形随时间的变化规律大致可以分为两个阶段：①第一阶段,变形随时间的增长呈现快速增长；②第二阶段,变形随时间的增长逐渐趋于稳定；对于试验段的黏性地基土,其一维非饱和蠕变特性的时间函数呈幂次关系,且含水率的增加会同时引起回弹变形和压缩变形。(5)提出将基质吸力与净围压的比值作为一种新的应力水平F,发现不同应力水平下地基土的叁维蠕应变与时间之间呈现出良好的双曲线关系,而在半对数坐标中呈现良好的线性关系；不同应力水平F下的ε-lgt曲线均可大致看作由两个直线段构成,分别代表了加速蠕变和稳定蠕变两个阶段,两阶段的时间节点随F的增大呈现线性的减小。采用幂函数描述叁维应力-蠕应变的关系,用双曲线函数描述叁维蠕应变-时间之间的关系,得到一种考虑应力水平F的非饱和土叁维蠕变模型,通过试验验证,该模型可以用于描述试验段非饱和黏性地基土在不同基质吸力条件下的蠕应变-时间关系。(6)不同基质吸力的应力应变曲线可分为两个阶段：①偏应力随轴向应变增大的阶段；②偏应力随轴向应变增加基本稳定的阶段；不同基质吸力条件下的qf和pf呈现出良好的线性关系；并分析了不同基质吸力条件下吸应力及剪切时的屈服应力与基质吸力之间的相关关系以及剪切强度指标c’、φ’和φb随干密度的变化规律。
王朝阳[8]2004年在《非饱和黄土的强度特性及非线性本构模型研究》文中提出本文以非饱和黄土为研究对象，以直剪、非饱和土叁轴试验和CT试验为手段，对非饱和黄土的抗剪强度、结构强度特性及变形、损伤演化过程、土体孔隙的扩展等特性进行了系统的试验研究和深入的理论分析，并在此基础之上建立了非饱和土的非线性损伤本构模型。 首先，对非饱和黄土进行了土的吸力测试、抗剪强度试验、结构强度和非饱和土叁轴试验。用非饱和土的抗剪强度公式与饱和土抗剪强度公式求得的数值进行了比较，指出用非饱和土力学的强度参数更接近于实际，对工程建设有一定的指导意义。在试验的基础之上，对非饱和Q_3黄土的结构强度进行了研究，提出了用土的结构强度表示土体抗剪强度的表达式，为计算非饱和土的抗剪强度提供了一种简便实用的方法。应用非饱和土叁轴仪，对非饱和黄土进行了控制吸力的叁轴试验，在试验的基础之上，建立了非饱和黄土的非线性模型。该模型参数确定简单，模型中参数都有确定的物理意义，是邓肯—张模型的推广。 其次，应用非饱和黄土的叁轴CT扫描仪，进行了原状Q_3、Q_2黄土的叁轴试验过程的动态、定量、无损的CT扫描，结合CT图像、数据与应力应变关系，对非饱和黄土的剪切过程分4个阶段进行了深入分析研究。提出了非饱和黄土的初始损伤应力和应变门槛值的确定方法，并且定义了基于CT数的损伤变量。这一工作为非饱和黄土损伤本构关系的研究奠定了基础，具有非常重要的意义。 最后，以复合体损伤理论为基础，提出了非饱和黄土的非线性损伤本构模型，该模型包含13个变形参数，都可由试验测定，可全面地反映原状非饱和黄土的力学特性，为损伤力学在土体工程中的应用开辟了新的途径。首次将CT的损伤检测数据应用于损伤模型中，是对CT无损检测技术在土体损伤模型中应用的一个尝试。
严栋[9]2008年在《胶济客专非饱和粉土、粉质粘土地基沉降特性试验研究》文中认为本文主要结合“客运专线深厚非饱和土的沉降特性及地基处理技术”的实际研究工作,以客运专线胶济铁路四线的处于非饱和土状态的地基土粉质粘土与粉土的沉降特性为研究对象,通过采用现场载荷试验,静力触探试验,标准贯入试验,旁压试验,室内固结(压缩变形)试验,叁轴压缩试验,以及进行现场沉降观测等一系列试验方法,来总结处于非饱和状态的地基土沉降变形性状,对其沉降规律进行研究,从而得出非饱和土的沉降变形特性,进而来预测地基的变形,并将计算结果与实测结果进行对比和分析,进而印证了本文提出的计算方法的可行性。主要研究成果如下:①通过一系列现场原位测试试验,详细查明了粉土和粉质粘土的工程地质特性及基本物理力学特性;②通过室内固结(压缩变形)试验,叁轴压缩试验来分析这两类土的固结变形与时间的关系,得到了在侧限条件下,粉土和粉质粘土的应力与应变的变化关系符合双曲线模式,粉土的轴向应变与时间的关系符合成长型曲线(“S”曲线)模式,粉质粘土的轴向应变与时间的关系符合双曲线模式。③结合室内压缩试验的应力与应变关系,详细分析了路基沉降机理,提出了计算地基最终沉降量的方法(改进的分层总和法),并与实测结果对比分析,此方法较接近于实际,具有其可行性。④通过现场沉降观测,分析路堤荷载作用下的地基沉降,研究在路堤填筑期间的沉降变形规律,并通过填筑期间的实测数据来预测地基最终沉降量;⑤通过大量实测数据分析,得出了非饱和粉质粘土和粉土的沉降变形特性规律,为进一步研究其沉降变形理论提供可靠的科学依据。
高登辉[10]2016年在《延安新区黄土的变形强度及持水特性研究》文中研究说明本文以延安新区平山造地一期工程为背景,以非饱和土力学为基础,以笔者改进的非饱和土叁轴仪为主要工具,对延安新区原状Q3黄土及其叁种干密度重塑土的变形特性、强度特性和持水特性进行了深入系统的研究。本文的主要工作和取得的创新成果如下:首先,笔者在导师的指导下对常规叁轴仪进行了改进,使其能够控制基质吸力做非饱和土的力学试验;同时增加了压力控制装置,确保了试验压力的稳定和实验室的安全。该设备为在兰州地区率先开展非饱和土工程特性的试验研究提供了基本工具。其次,研究黄土的变形强度特性,做了4组共36个控制基质吸力和净围压为常数的叁轴排水剪切试验,包括原状Q3黄土及其叁种干密度的重塑土。研究结果表明:初始干密度和基质吸力对重塑Q3黄土的破坏形态、变形特性和强度特性影响较大;试样随初始干密度的增大,偏应力-轴向应变曲线逐渐由应变硬化型向理想弹塑性再向应变软化型转变;初始干密度和吸力越大,试样的剪胀性越显着,强度越高;有效凝聚力、内摩擦角和吸力摩擦角均随初始干密度的增加而增大;内摩擦角随吸力几乎不变,而凝聚力随吸力呈线性增加;初始切线杨氏模量和切线体积模量均随初始干密度与吸力的增加而提高。根据研究结果提出了考虑初始干密度和基质吸力影响的重塑黄土的抗剪强度公式与非线性模型参数的广义表达式,可用于预估一定范围内不同初始干密度、不同吸力下重塑黄土的强度和变形参数,为工程应用和数值模拟提供了依据。第叁,研究黄土的持水特性,共做了4个叁轴收缩试验,研究了干密度为1.683g cm的重塑Q3黄土考虑净平均应力的广义土水特征曲线。研究结果表明:净平均应力越大,同一吸力下重塑Q3黄土含水率越小;采用VG模型对试验获取的土水特征曲线进行拟合,拟合的相关系数比较高,并研究了净平均应力对VG模型参数的影响规律;根据获取的土水特征曲线预测了非饱和重塑Q3黄土的渗透系数。本文的研究成果深化了对非饱和黄土力学特性的认识,丰富了非饱和黄土的强度和变形理论,可为黄土地区填土工程的设计和施工提供有益资料和科学依据。
参考文献：
[1]. 干湿循环对非饱和土力学特性影响及非饱和土本构关系探讨[D]. 刘文化. 大连理工大学. 2015
[2]. 叁峡库区非饱和土变形和强度特性研究[D]. 李帅. 同济大学. 2008
[3]. 非饱和土的强度及变形特性研究[D]. 杨雪莲. 四川大学. 2001
[4]. 非饱和黄土等效吸力的研究与应用[D]. 刘兰兰. 西安理工大学. 2009
[5]. 非饱和黄土土水特性与真叁轴屈服及强度变形特性试验研究[D]. 王娇. 西安理工大学. 2018
[6]. 非饱和土石混合体的力学特性左变形破坏机制研究[D]. 张宏明. 长江科学院. 2011
[7]. 合肥地区黏性地基土非饱和工程特性试验研究[D]. 冯君. 西南交通大学. 2015
[8]. 非饱和黄土的强度特性及非线性本构模型研究[D]. 王朝阳. 长安大学. 2004
[9]. 胶济客专非饱和粉土、粉质粘土地基沉降特性试验研究[D]. 严栋. 西南交通大学. 2008
[10]. 延安新区黄土的变形强度及持水特性研究[D]. 高登辉. 兰州理工大学. 2016
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