【摘要】：本文以取自太原棗莊的黃土狀粉土為研究對象,通過控制土體的干密度以及初始含水量,根據(jù)長細(xì)比的不同制備不同的一維土柱試樣。利用一維土柱儀,對五個(gè)不同干密度、不同初始含水量的試樣進(jìn)行毛細(xì)作用試驗(yàn)。通過試驗(yàn)直接得到的數(shù)據(jù)有:土樣不同位置的體積含水量;對應(yīng)位置的土壤基質(zhì)吸力;濕潤鋒隨時(shí)間的變化。利用MATLAB軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,得到土水特征曲線(Soil-water characteristic curve,簡稱SWCC),體積含水量隨時(shí)間的變化規(guī)律曲線;土壤基質(zhì)吸力隨時(shí)間的變化規(guī)律曲線;濕潤鋒隨時(shí)間的變化規(guī)律曲線;進(jìn)而擬合得到毛細(xì)上升高度與時(shí)間的關(guān)系公式,并通過對公式求導(dǎo)和作圖得到毛細(xì)上升速率隨時(shí)間的變化趨勢規(guī)律。研究結(jié)果表明:1、含水量隨時(shí)間呈上升規(guī)律,且開始增大速度快,隨時(shí)間的推移增大速度變慢。最終穩(wěn)定含水量由土柱底部往頂部基本規(guī)律為由大到小。2、基質(zhì)吸力隨時(shí)間呈下降規(guī)律,且開始減小速度快,隨時(shí)間的推移下降速度變慢,這與基質(zhì)吸力與體積含水量的負(fù)相關(guān)關(guān)系相適應(yīng)。3、利用MATLAB的fminunc函數(shù)通過Gardner模型擬合非飽和壓實(shí)黃土SWCC是一個(gè)既方便又準(zhǔn)確的方法。4、殘余含水量與干密度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。5、供水系統(tǒng)、初始干密度以及長細(xì)比的不同對水分毛細(xì)上升有影響。6、毛細(xì)水上升高度與時(shí)間呈冪函數(shù)關(guān)系,提出了非飽和黃土中毛細(xì)上升高度與時(shí)間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系式。7、將毛細(xì)上升高度與時(shí)間的關(guān)系公式求導(dǎo)并作圖,得到毛細(xì)上升速率隨時(shí)間的變化規(guī)律,綜合分析規(guī)律可得長細(xì)比會(huì)對初期毛細(xì)上升速率有影響,且后期毛細(xì)上升速率與干密度具有負(fù)相關(guān)的關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU444

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本文編號(hào)：2528538