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《西安理工大学》 2010年
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应力作用下非饱和土土水特征曲线及渗透性研究

周冬  
【摘要】: 土水特征曲线是非饱和土本构关系的重要内容,渗透系数是土的主要特性指标之一,二者都是非饱和土研究领域内的重要问题。本文主要研究了孔隙比和应力对土水特征曲线的影响以及非饱和土土渗透系数的直接测定方法。具体工作如下: 1.利用GCTS土水特征曲线仪进行不同干密度重塑黄土试样的土水特征曲线试验研究。定性分析了干密度对土水特征曲线的影响,基于双曲线模型推导了土水特征曲线拟合公式,选取了较为适合的Gardner公式拟合了实测数据,拟合效果较好。 2.初步研究了侧限压缩状态下,轴向应力对非饱和黄土土水特征曲线的影响。相同的基质吸力,轴向应力作用下的试样,较未施加应力的试样饱和度高,应力对基质吸力较低(小于进气值)段的土水特征曲线影响较大,应力是影响土水特征曲线的关键因素。 3.分析了增减湿循环对土水特征曲线的影响。随着增减湿循环次数的增加,土水特征曲线滞回效应越来越弱,试样中越来越多的大孔隙失去了吸水能力。瓶颈效应是增减湿差异的主要原因。 4.分析了非饱和土的吸力—变形特性。在非饱和土的减湿过程中,基质吸力增大,但基质吸力作用面积减小了,基质吸力引起的变形效应由强变弱,含水量在18%~20.5%之间时,基质吸力引起的土体变形最显著。随着增减湿循环次数的增多,基质吸力引起的变形进一步增大。 5.对Saskatchewan粉土、Indian head冰碛土和西安黄土,通过引入“水与土粒体积比值”Rw发现:不同固结压力下Rw随基质吸力的变化曲线为一条。基于此认识,在vanGenuchten模型基础上,针对这三类土的减湿土水特征曲线提出了一种考虑应力引起密度变化的新型土水特征曲线模型,此模型的参数较少且易确定。 6.成功调试了微机控制水气运动联合测定三轴仪,实现了直接测定非饱和土的渗透系数。非饱和土在单相密封状态下,相当于该相在整个渗透过程不发生体积和压力变化,另外一相形成通路,并在该相的压力梯度下发生渗流。随后,用该原理测试了某一干密度的黄土试样在不同饱和度条件下的渗水系数,渗透系数与饱和度成指数关系,与已有测定结果对比,看出测定的准确性较好。
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU43

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 李向东;罗晓辉;吴瑞麟;;非饱和土损伤模型与应用[A];第16届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2007年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 刘奉银;张昭;周冬;赵旭光;朱良;赵薇;;影响GCTS土水特征曲线仪试验结果的因素及曲线合理性分析[J];西安理工大学学报;2010年03期
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王国强;西安地铁二号线会展中心~三爻区间隧道围岩的物理力学特性试验研究[D];西安科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 刘海宁;刘汉东;;间接求解非饱和粉质黏土渗透函数方程[A];第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2004年
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6 胡波;非饱和土土—水特征曲线的研究[D];武汉大学;2005年
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9 朱晓源;考虑非饱和土体的土石坝渗流与坝坡稳定分析研究[D];浙江大学;2006年
10 刘艳敏;巴东组软岩残坡积非饱和红粘土土水特征研究[D];中国地质大学;2011年
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