【摘要】：有效應(yīng)力和土水特征曲線是非飽和土研究的重要課題,驗(yàn)證有效應(yīng)力的正確性并能夠快速簡單的測量土水曲線是許多研究工作者致力于解決的問題。針對這兩個(gè)問題本文以抗剪強(qiáng)度、土水特征曲線和統(tǒng)一有效應(yīng)力為基礎(chǔ),對硅微粉和桂平紅黏土進(jìn)行常含水量的直剪試驗(yàn),得到不同飽和度下的抗剪強(qiáng)度和飽和土抗剪強(qiáng)度指標(biāo);然后以VG模型(Vangenuchten提出的土水特征曲線模型)為基礎(chǔ)改進(jìn)適用于全吸力范圍內(nèi)的土水特征數(shù)學(xué)模型(MVG,modified VG),擬合得到硅微粉和桂平紅黏土的土水特征曲線;再根據(jù)統(tǒng)一的有效應(yīng)力方程,通過抗剪強(qiáng)度與土水特征曲線試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析證明有效應(yīng)力決定土的抗剪強(qiáng)度,同時(shí)通過重新整理他人已經(jīng)發(fā)表的試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證這一結(jié)論;最后探討了由抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果和有效應(yīng)力方程反演土水特征曲線的可能性。由本文的研究可以得出以下結(jié)論:(1)相對于其他的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn),非飽和土的常含水量直剪試驗(yàn)具有基質(zhì)吸力(水分)平衡時(shí)間短、試驗(yàn)過程簡單、設(shè)備廉價(jià)、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。不同飽和度的直剪試驗(yàn)中,硅微粉的內(nèi)摩擦角會(huì)隨著飽和度的降低而增加,當(dāng)飽和度高于50%時(shí),抗剪強(qiáng)度會(huì)隨飽和度的降低而緩慢增加,當(dāng)飽和度低于50%時(shí),抗剪強(qiáng)度會(huì)隨飽和度的降低先緩慢增加,后出現(xiàn)降低的趨勢。而桂平土紅黏土的內(nèi)摩擦角和抗剪強(qiáng)度受飽和度的影響較小。(2)MVG模型可以擬合全吸力范圍的土水特征曲線試驗(yàn)點(diǎn),在邊界效應(yīng)區(qū)和過渡區(qū)殘余飽和度采用常數(shù)-殘余飽和度臨界值,在殘余階段采用Campbell模型擬合,通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了殘余飽和度隨吸力的變化規(guī)律。(3)有效應(yīng)力,即外力土骨架應(yīng)力決定土的抗剪強(qiáng)度。硅微粉和桂平紅黏土的常含水量直剪試驗(yàn)和土水特征曲線數(shù)據(jù)經(jīng)有效應(yīng)力方程整理得到的結(jié)果與有效應(yīng)力預(yù)測的結(jié)果相符合,并且對多種類型的土和不同試驗(yàn)方法的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了全吸力范圍內(nèi)的重新分析,同樣證明有效應(yīng)力決定抗剪強(qiáng)度。由此,可以從常含水量的直剪試驗(yàn)快速反演得到土水特征曲線,結(jié)合文獻(xiàn)數(shù)據(jù)證明了從有效應(yīng)力方程反演土水特征曲線的有效性。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU43

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