收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

非饱和土路基水作用机理及其迁移特性研究

刘小平  
【摘要】: 随着蓬勃发展的国民经济对交通需求的日益提高,公路、铁路建设不断扩大,细粒土(粉质土和粘质土)、膨胀土及湿陷性土等非饱和土作为路基材料也逐渐增多,非饱和土的工程性质及非饱和土水分迁移特性也越来越引起工程界及科研者的重视。修建的路基一般属于非饱和土范畴,而含水量是影响非饱和土工程性质的主要因素。建后路基暴露于自然环境中,路面荷载作用、降雨渗流作用、地下水毛细作用及四季温度变化等因素直接给路基水分迁移提供动力,使路基中的水分产生迁移,路基土含水量发生变化,导致路基工程性质下降。因此,为了了解路基水分迁移的规律及程度以提高路基工程设计,对外界因素下路基土的水分迁移研究非常必要。本文基于以上工程实践要求,主要通过理论分析、室内试验及数值模拟等手段系统地研究了水分对非饱和土路基工程性质作用机理、路基水分在毛细作用、降雨作用路基渗流和路基裂隙渗流作用及水热耦合作用迁移等问题。 首先,本文研究了非饱和土吸力的本质问题。从吸力的承载体—土颗粒水膜的本质特征进行了研究,引用并扩展了水膜理论,从广义的水膜理论及土性方面分析了非饱和土总吸力问题,推导了广义非饱和土水膜理论下的总吸力公式;同时,通过对长沙非饱和红粘土的非饱和土三轴试验,获得了长沙非饱和重塑红粘土的土水特征曲线及在不同的吸力下抗剪强度特性。 其次,研究了毛细作用下路基水分迁移特性。探讨了路基中毛细作用机理和毛细上升高度与时间、土颗粒大小的关系;基于简单的路基毛细作用模型及土-水特征曲线,初步导出单位体积路基土毛细作用下含水量的变化关系。利用多孔介质理论,分析路基土毛细作用多孔介质模型;分别从结合路基毛细作用模型、土-水特征曲线及多孔介质理论,从两方面导出单位体积路基土毛细作用下含水量的变化公式。 再次,研究了降雨渗流作用下的水分迁移特性。基于路基内部水运动原理,分析了降雨渗流(包括路表渗流及路基裂隙渗流)对路基的浸润作用,探讨了IEM和FDEM降雨模型强降雨及弱降雨强度下雨水入渗路基机理,推导出降雨强度与雨水入渗路基深度的公式,研究了降雨作用下非饱和土路基的饱和-非饱和流,且基于一般渗流方程的基础上,初步导出了降雨作用下非饱和土路基的饱和-非饱和渗流公式;同时,对路基土质裂隙进行了初步探讨,分析了非饱和土路基裂隙介质特征,并建立考虑吸力水头的土质裂隙渗流公式。 最后,研究了水-热偶合作用下路基的水分迁移特性。研究了路基温度场及温度场与水分场耦合作用下路基水分迁移规律,同时,根据前人路基土性热参数的测试成果,利用matlab语言数值模拟砂质路基和粘性土路基在不同初始干密度及不同初始含水量条件下的路基温度场随时间变化特性;按照质量守恒及热力学定理推导了水-热耦合方程,分别分析了水-热耦合场的基质势与温度场的耦合作用及渗流场与温度场的耦合作用,继而推导了基质势-温度场及基质势-温度场-渗流场耦合方程;数值模拟砂质路基和粘性土路基分别在基质势、基质势-温度场及基质势-温度场-渗流场三场耦合作用下路基中的水分场随时间的变化过程,初步探讨了三场偶合作用下不同土质路基在不同的初始干密度及初始含水量变化下土中含水量变化的机理。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 汪小明,林珊,饶钦盛;吸附用铁氧体橡胶磁体吸力探讨[J];南方钢铁;1997年06期
2 张信贵,黄绍铿,易念平;南宁第三系湖相沉积泥岩特性试验研究[J];广西大学学报(自然科学版);1999年02期
3 袁俊平;非饱和土有效应力原理的探讨[J];南京林业大学学报(自然科学版);2002年04期
4 仲晓晨;吸力在非饱和土强度中的应用[J];水利水电科技进展;2003年05期
5 徐永福;含水量变化引起膨胀土地基沉降的计算方法[J];河海大学学报(自然科学版);1998年04期
6 缪林昌,殷宗泽;非饱和土的剪切强度[J];岩土力学;1999年03期
7 黄生文;非饱和土的滞水试验及其在垃圾填埋场防渗层中的应用[J];土木工程学报;2001年03期
8 杨庆,张传庆,栾茂田;基于微结构定量分析的非饱和土广义有效应力原理[J];大连理工大学学报;2004年04期
9 汤连生;颜波;李振嵩;于海涛;林国威;;花岗岩残积土水土特征曲线的试验研究[J];水文地质工程地质;2008年04期
10 李汉军;相似法在CJ20—63A接触器磁系统中设计应用[J];湖南工程学院学报(社会科学版);1996年02期
11 包承纲;詹良通;;非饱和土性状及其与工程问题的联系[J];岩土工程学报;2006年02期
12 王鹏;李平康;张伟;董海薇;高小明;;一种离合器装置电磁铁的设计[J];机械与电子;2006年05期
13 陈正汉,周海清,DGFredlund;非饱和土的非线性模型及其应用[J];岩土工程学报;1999年05期
14 郑建浩;张志斌;袁俊平;;降雨过程残积土高边坡土壤吸力动态监测[J];中外公路;2006年02期
15 曹雪山;殷宗泽;;非饱和土二维固结简化计算的研究[J];岩土力学;2009年09期
16 颜波;汤连生;胡辉;王大志;林国威;;花岗岩风化土崩岗破坏机理分析[J];水文地质工程地质;2009年06期
17 肖治宇;陈昌富;杨剑祥;;非饱和残坡积土强度随含水量变化试验研究[J];湖南大学学报(自然科学版);2010年10期
18 张引科,昝会萍,黄义;非饱和土的渗透函数方程[J];西安理工大学学报;2001年02期
19 毛尚之;非饱和膨胀土的土-水特征曲线研究[J];工程地质学报;2002年02期
20 崔溦;杨建;刘丽;;连续降雨作用下非饱和土边坡的稳定性分析[J];水文地质工程地质;2007年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 缪林昌;殷宗泽;;人工神经网络在非饱和土研究中的应用[A];岩土力学的理论与实践——第三届全国青年岩土力学与工程会议论文集[C];1998年
2 李国英;刘玉年;;砂石料浸水变形三维有限元分析[A];岩土力学的理论与实践——第三届全国青年岩土力学与工程会议论文集[C];1998年
3 杨桦;徐兴福;张如松;;6m焦炉烘炉吸力制度的探讨[A];苏鲁皖赣四省金属学会第十三届焦化联合学术年会论文集[C];2005年
4 张希巍;张柬;;干湿路径下重塑粘土的土水保持曲线[A];第三届废物地下处置学术研讨会论文集[C];2010年
5 卞祚庥;白云;叶为民;陈宝;朱合华;;非饱和土的土水特征曲线[A];2004年度上海市土力学与岩土工程学术年会论文集[C];2004年
6 卢应发;吴延春;罗先启;;非饱和土中气体的一些力学特性[A];第二届全国岩土与工程学术大会论文集(下册)[C];2006年
7 曹玲;罗先启;;三峡库区千将坪滑坡滑带土干-湿循环条件下强度特性试验研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
8 叶为民;张亚为;陈宝;万敏;;温控非饱和高压固结试验系统研制进展[A];第三届废物地下处置学术研讨会论文集[C];2010年
9 叶为民;王琼;陈宝;黄雨;;上海软土的非饱和特征研究进展[A];第八届全国工程地质大会论文集[C];2008年
10 孙德安;孟德林;刘月妙;;高庙子膨润土及其与砂混合物的土水特征曲线[A];第三届废物地下处置学术研讨会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘小平;非饱和土路基水作用机理及其迁移特性研究[D];湖南大学;2008年
2 董建军;基于数字图像测量的非饱和压实土应力—应变特性研究[D];大连理工大学;2008年
3 钱丽鑫;高放废物深地质处置库缓冲材料[D];同济大学;2007年
4 张雪东;土水特征曲线及其在非饱和土力学中应用的基本问题研究[D];北京交通大学;2010年
5 李宏儒;结构性黄土破损变形发展演化特性的研究[D];西安理工大学;2009年
6 邵明申;PS加固对非饱和遗址土的渗透特性影响研究[D];兰州大学;2010年
7 刘艳;非饱和土的广义有效应力原理及其本构模型研究[D];北京交通大学;2010年
8 蔡国庆;基于多孔介质理论的土体多场耦合模型及其在非饱和土本构建模中的应用[D];北京交通大学;2012年
9 钱勤建;波状游动物体的推进性能及优化[D];中国科学技术大学;2011年
10 冯志焱;非饱和黄土的结构性定量化参数与结构性本构关系研究[D];西安理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孔德琼;近海风机吸力式桶形基础大比例模型试验研究[D];浙江大学;2011年
2 周仕达;干湿循环对非饱和压实高岭土剪切特性的影响研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 毛媛;西—汉高速公路膨胀土工程特性试验研究[D];长安大学;2006年
4 刘嘉;正常固结粘土中平板锚抗拉力的研究[D];大连理工大学;2007年
5 张锐;宁明非饱和膨胀土强度特性试验研究[D];长沙理工大学;2005年
6 王燕;原状黄土的力学特性及其模拟[D];西安建筑科技大学;2007年
7 陈伟;原状膨胀土非饱和强度特征与动力性能试验研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2007年
8 张本卓;降雨作用下尾矿坝的性状分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 刘敏;SFG模型的修正与研究[D];北京交通大学;2011年
10 王娜;基于广义有效应力的非饱和土本构模型研究[D];北京交通大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 英旺;吸油烟机——你的吸力有多大?[N];中国企业报;2000年
2 徐金伏;帅康吸油烟机掀“大吸力”风暴[N];中华合作时报;2011年
3 记者 李静;帅康问鼎吸油烟机最大吸力[N];经济参考报;2011年
4 记者 贾书哲;帅康大吸力吸油烟机打破行业技术瓶颈[N];中华合作时报;2011年
5 本报记者 张锦芳;吸尘器让您的家一尘不染[N];中国消费者报;2001年
6 应逸 张力 周广武;赛纳陶瓷构筑精品兴企之路[N];中国质量报;2000年
7 郭亮;酒店传统吸尘方式的革命[N];中国旅游报;2000年
8 孙春山;紧迫局面时被追越船舶的操纵技巧[N];中国水运报;2002年
9 本报记者 童光来 余冠峰;购用吸油烟机 走出误区[N];中国质量报;2002年
10 本报特约记者 王握文 本报记者 陆荣军;中国磁悬浮列车呼之欲出[N];解放军报;2002年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978