黃土具有較強水敏性,圍繞水敏性研究黃土在增濕、加荷的不同變化下的變形發(fā)展與強度變化特性及其水氣滲透特性,并使這些研究與現(xiàn)代非飽和土力學的發(fā)展相結合,對尋求黃土土力學的理論支撐、解決黃土工程問題具有重要的理論意義與實際價值。鑒于此,本文對非飽和原狀黃土進行了控制吸力的固結排水三軸剪切試驗、常三軸應力分級增濕試驗及三軸應力條件下滲氣試驗,對比分析了常吸力加荷與常應力增濕兩種條件下原狀黃土的變形、強度及屈服特性;探究了常應力增濕條件下原狀黃土的土水特征與水氣滲透特性。主要的研究工作與成果如下所述。(1)基于控制吸力固結排水三軸剪切試驗,分析了吸力對原狀黃土等向壓縮特性與屈服特性的影響,得到了吸力與壓縮性指標(彈性指數(shù)、壓縮指數(shù)、屈服應力)之間的關系;分析了吸力對應力-應變及臨界狀態(tài)特性的影響,得到了原狀黃土的抗剪強度參數(shù)與吸力之間的關系;分析了等向壓縮與三軸剪切過程中飽和度的變化特性,揭示了三軸應力對土水特征的影響。(2)基于常三軸應力分級增濕試驗,分析了三軸應力條件下分級增濕時應變與吸力之間關系,探討了三軸應力對原狀黃土屈服與強度特性的影響,揭示原狀黃土水敏性體現(xiàn)出的濕壓和濕剪特性;分析了飽和原狀黃土兩種力水路徑下的應力應變及臨界狀態(tài)特性,探討了力水路徑對飽和原狀黃土臨界狀態(tài)的影響;得到了三軸應力條件下描述以飽和度與吸力關系表征的土水特征修正V-G模型,探討了力水路徑對飽和原狀黃土臨界狀態(tài)特性的影響;揭示了三軸應力對滲水系數(shù)與吸力及飽和度關系皆有明顯的影響,而其對相對滲水系數(shù)與吸力比及飽和度關系的影響皆很小,且可近似用同一增濕滲水函數(shù)描述。(3)基于三軸應力條件下滲氣試驗,提出了直接考慮含水率及三軸應力影響的滲氣函數(shù),揭示了三軸應力對滲氣系數(shù)與飽和度及體積含氣率關系皆有較大的影響,而其對相對滲氣系數(shù)與飽和度及相對體積含氣率關系的影響皆很小,且可用間接考慮應力與濕度影響的同一滲氣函數(shù)進行描述;揭示了三軸應力對滲水滲氣系數(shù)之比與飽和度關系的影響較小,可近似用同一指數(shù)函數(shù)來描述。
【學位單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TU444
【部分圖文】：

西安理工大學碩士學位論文上頂帽及排水管相通。增濕時，施加滲水壓力值大于試樣內施加的氣壓值 5kPa，增濕水量根據(jù)傳感器進行控制。（4）量測與壓力控制系統(tǒng)體變量及排水量由差壓傳感器量測變化，差壓傳感器位于控制柜內。軸向位移由固定在活塞桿的軸向位移傳感器量測，孔隙水壓力的變化由孔隙水壓傳感器量測變化，并與陶土板下的螺旋槽連通。（5）計算機采集系統(tǒng)計算機采集系統(tǒng)可以對整個試驗過程中軸力、變形、孔隙水壓、體變管、排水管的變化進行記錄，且可以設置記錄的時間間隔，并通過采集系統(tǒng)保存在 Excel 中，可以繪制出時程曲線。

圖 2-2 三軸滲氣儀Fig.2-2 Triaxial apparatus for gas permeability（1）軸向加載裝置通過調節(jié)調壓閥對氣壓缸施加氣壓，氣壓帶動氣壓缸對傳力軸施加軸向力，軸向由施加氣壓力大小決定。在試驗前應量測出氣壓力值與量力環(huán)之間的對應關系軸向力的大小來確定出施加的氣壓力值。（2）體變量測系統(tǒng)體變量測由雙管體變裝置量測，由有機玻璃筒和堿式滴定管組成，滴定管上部與筒相通，連接施加圍壓氣壓力管，下部連接內壓力室。通過施加圍壓記錄每級壓管的水量變化，除去不同壓力下的系統(tǒng)體變即為試樣體變。（3）滲氣量測裝置滲氣流速量測裝置為電子皂膜流量計，電子皂膜流量計接口與試樣出氣口相連一定滲氣壓力，氣體流過試樣進入皂膜流量計中，玻璃管中的皂膜依次通過上下傳感器，根據(jù)皂膜通過傳感器的時間間隔來計算出滲氣速度。 試驗步驟及注意事項

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本文編號：2832501