【摘要】：實際工程中,因外在因素改變而引發(fā)土體失穩(wěn)的工程問題屢見不鮮,其中降雨積水入滲和排水條件改變是兩種常見的工況。降雨積水入滲會引起土體濕度變化,排水條件(排水、不排水和部分排水)的不同會使土體表現(xiàn)出不同的力學特性,兩者都可能引發(fā)工程問題。因此,對積水入滲條件下增濕變形水力特性及不同排水條件下漸近狀態(tài)特性進行研究,具有重要的理論與實際意義。為此,本文以重塑黃土為研究對象,采用一維瞬態(tài)土柱滲透儀進行土柱積水入滲試驗,采用三聯(lián)固結(jié)儀及滲透儀分別進行常規(guī)壓縮、滲透試驗，以及采用GDS非飽和土三軸儀進行不同排水(吸水)條件下的三軸剪切試驗,研究了干密度、豎向壓力對非飽和重塑黃土壓縮增濕變形、持水特性及滲水特性的影響,探討了排水條件對飽和重塑黃土力學特性的影響。主要工作與研究成果如下所述:側(cè)限條件下,對相同制樣含水率、不同干密度重塑黃土試樣,在不同豎向壓力下進行了土柱積水入滲試驗,同時對不同含水率、干密度試樣進行了常規(guī)壓縮試驗以及對不同干密度飽和試樣進行了滲透試驗,分析了干密度、含水率及試驗方法對壓縮特性指標及增濕變形特性的影響,揭示了土柱壓縮試驗測定出土的壓縮指數(shù)比常規(guī)壓縮試驗的小,但試驗方法對彈性指數(shù)屈服壓力的影響很小;分析了試驗方法對飽和滲水系數(shù)影響，揭不干密度、豎向壓力對以含水率與吸力關(guān)系、飽和度與吸力關(guān)系表示的持持水曲線和以滲水系數(shù)與飽和度及吸力關(guān)系的滲水曲線影響較大,而其對飽和度與吸力比關(guān)系、含水率比與吸力關(guān)系,相對滲水系數(shù)與飽和度及吸力關(guān)系影響很小,可近似歸 ;進而構(gòu)建了考慮干密度、豎向壓力影響的同—增濕持水修正VG模型及滲水模。用控制不同應變增量比的方式模擬不同排水條件，對不同干密度飽和重塑黃土試樣在不同圍壓、應變增量比下進行了三軸剪切試驗,分析了干密度、圍壓及應變增量比對飽和重塑黃土應力成變特性、有效成力路徑及漸近狀態(tài)特性的影響，揭示了干密度及圍壓一定時,隨著應變增量比的增大，應力應曲線上移，線型由強軟化型轉(zhuǎn)變?yōu)閺娪不?孔壓曲線與之相反;兩者共同導致了不同變增量比下，完全不同于常規(guī)固結(jié)排水及不排水剪切試驗的有效應力路徑。偏成力與凈平均應力平面上漸近狀態(tài)線的斜率隨應變增量比的增大而減小,孔隙比與凈平均應力平面上的漸近狀態(tài)線。征成變增量比為正時(部分吸水),與臨界狀態(tài)線基本重合,在應變增量比為負時(部分吸水),隨應變增量比減小而逐漸平行下移。最后得到了考慮飽和重塑黃土粘結(jié)應力的終值應力比與應變增量比關(guān)系,其可用針對砂土提出的漸近狀態(tài)方程描述,試驗點與公式線擬合較好。
【圖文】：

圖 2-2 一維土柱瞬態(tài)滲透儀 圖 2-3 土柱筒2 Transient permeameter of one-dimensional soil column Fig.2-3 Soil column（1）土柱筒，如圖 2-3 所示，該筒為圓柱狀，為有機玻璃材質(zhì)。土柱筒尺寸為外徑m，內(nèi)徑 100mm，即土柱筒厚度為 20mm，該厚度參考了已有研究[57,58]，在施加豎載后其側(cè)向變形小于 0.02%，可忽略不計。土柱筒可分為四節(jié)，從下至上各節(jié)高度分 30、25、25、20cm，各節(jié)之間用法蘭連接（內(nèi)六角螺絲），可根據(jù)試驗需要選擇土柱度。本次試驗選取兩節(jié)土柱筒，高為 550mm，下部段高為 300mm，上部段高 250mm。（2）加載裝置，見圖 2-4，垂直加載裝置由氣動作動器、荷重傳感器以及位移傳感成。由氣源為加載裝置提供壓力，通過施加氣壓控制作動器上下移動。氣動作動器行距 50mm，即加壓桿的最大伸長距離為 50mm；荷重傳感器最大量程為 5kN，精度為位移傳感器的最大量程為 50mm，精度為 0.1mm。（3）供水裝置，恒定水頭供給系統(tǒng)由 2 個底部尺寸 50×50mm，高度 300mm 的馬氏及 2 個稱量 5kg，感量 0.01g 天平組成，見圖 2-5 所示。（4）采集傳感器，采集傳感器包括水分傳感器與吸力傳感器，分別見圖 2-6、2-7。含水率的測量由 2 個 MP406-B 型水分傳感器，量程 0-100%，精度 1%，安裝的穿孔

圖 2-2 一維土柱瞬態(tài)滲透儀 圖 2-3 土柱筒2 Transient permeameter of one-dimensional soil column Fig.2-3 Soil column（1）土柱筒，如圖 2-3 所示，該筒為圓柱狀，為有機玻璃材質(zhì)。土柱筒尺寸為外徑m，內(nèi)徑 100mm，即土柱筒厚度為 20mm，該厚度參考了已有研究[57,58]，在施加豎載后其側(cè)向變形小于 0.02%，可忽略不計。土柱筒可分為四節(jié)，從下至上各節(jié)高度分 30、25、25、20cm，各節(jié)之間用法蘭連接（內(nèi)六角螺絲），可根據(jù)試驗需要選擇土柱度。本次試驗選取兩節(jié)土柱筒，高為 550mm，下部段高為 300mm，上部段高 250mm。（2）加載裝置，見圖 2-4，，垂直加載裝置由氣動作動器、荷重傳感器以及位移傳感成。由氣源為加載裝置提供壓力，通過施加氣壓控制作動器上下移動。氣動作動器行距 50mm，即加壓桿的最大伸長距離為 50mm；荷重傳感器最大量程為 5kN，精度為位移傳感器的最大量程為 50mm，精度為 0.1mm。（3）供水裝置，恒定水頭供給系統(tǒng)由 2 個底部尺寸 50×50mm，高度 300mm 的馬氏及 2 個稱量 5kg，感量 0.01g 天平組成，見圖 2-5 所示。（4）采集傳感器，采集傳感器包括水分傳感器與吸力傳感器，分別見圖 2-6、2-7。含水率的測量由 2 個 MP406-B 型水分傳感器，量程 0-100%，精度 1%，安裝的穿孔
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU444

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本文編號：2629885