黏土顆粒間液橋從形成至斷裂時毛細力的演化規(guī)律
本文選題:非飽和土 切入點:平行的片狀黏土顆粒 出處:《巖土力學》2016年10期 論文類型:期刊論文
【摘要】:通過土顆粒間形如液橋的水分毛細力認識和解釋非飽和土的持水特性日趨為土力學界所關(guān)注。為研究黏土顆粒間液橋毛細力的演化規(guī)律,將黏土顆粒其簡化為一對平行的片狀顆粒,不考慮黏土顆粒表面的粗糙度。以Young-Laplace方程為基礎(chǔ),推得表征黏土顆粒間液橋毛細力關(guān)于固-液接觸角和液橋體積的無量綱表達式;再令該無量綱表達式為0,繪制出固-液接觸角與無量綱液橋體積的關(guān)系曲線,將1/3vLB1范圍劃分為液橋的斷裂區(qū)、形成區(qū)和消失區(qū),這種分區(qū)方法對描述黏土樣在毛細階段和吸附階段的持水特性至關(guān)重要。最后,分析了液橋形成時毛細力與液橋體積和固-液接觸角的關(guān)系,結(jié)果表明:當固-液接觸角一定時,液橋的毛細力隨其體積增大呈遞增趨勢,而當液橋體積一定時,其毛細力隨固-液接觸角增大呈先增后減的趨勢。
[Abstract]:In order to study the evolution law of capillary force in clay intergranular liquid bridge, the understanding and interpretation of capillary force of unsaturated soil, which is similar to that of liquid bridge, is becoming more and more important in the field of soil mechanics. The clay particle is simplified as a pair of parallel flake particles without considering the roughness of the clay particle surface. Based on the Young-Laplace equation, the dimensionless expressions for the capillary force of the liquid bridge between the clay particles on the solid-liquid contact angle and the volume of the liquid bridge are derived. Then let the dimensionless expression be 0, draw the relation curve between the contact angle of solid and liquid and the volume of dimensionless liquid bridge, and divide the range of 1 / 3 vLB1 into fracture zone, forming area and vanishing zone of liquid bridge. This partition method is very important to describe the water retention characteristics of clay samples in the capillary and adsorption stages. Finally, the relationship between capillary force and the volume of the liquid bridge and the solid-liquid contact angle during the formation of the liquid bridge is analyzed. The results show that the capillary force of the liquid bridge increases with the increase of the volume when the contact angle is constant, while the capillary force increases first and then decreases with the increase of the contact angle of the liquid bridge.
【作者單位】: 西安理工大學巖土工程研究所;西安理工大學西北旱區(qū)生態(tài)水利工程國家重點實驗室培育基地;
【基金】:國家自然科學基金項目(No.41402258,No.41372304) 中國博士后科學基金資助項目(No.2015M572657XB) 陜西省自然科學基礎(chǔ)研究計劃-青年人才項目(No.2016JQ4002) 陜西省博士后科研項目(No.107-434016007) 陜西省“百人計劃”項目(No.302-253051601) 陜西省重點實驗室后補助項目(No.2015SZSj-46)~~
【分類號】:TU442
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,本文編號:1570234
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