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重塑非饱和粉质粘土脱吸湿抗剪强度特性研究及其应用

温晓鹏  
【摘要】: 在自然界中,土体多以非饱和形式存在,并在蒸发、降雨以及地下水位升降等自然条件作用下含水量不断变化。含水量的变化使得土体非饱和状态不断变化,导致土的工程性质,特别是抗剪强度的剧烈变化,使得与水密切相关的边坡稳定性问题与非饱和土力学性质联系起来。因而如何利用非饱和土力学性质来正确的分析和预测土坡的稳定性,对确保生产建设和人民财产安全有着重要的实际意义。 本文从室内土工试验入手,按照“试验获得非饱和土的各种参数—应用到边坡稳定性分析”的思路,主要做了以下几点工作: 1.制取重塑非饱和粉质粘土试样,进行非饱和土土水特性试验研究,得到了土水特征曲线的脱湿段与吸湿段。通过曲线分析、拟合,建立简单、实用的数学模型。 2.进行非饱和粉质粘土试样的直剪试验,测得不同基质吸力下的抗剪强度参数,分析基质吸力对非饱和土抗剪强度参数的影响。对试验数据整理、进行数据拟合,得到针对此非饱和粉质粘土简单、实用的抗剪强度公式。 3.考虑非饱和土土水特征曲线滞回现象的影响,进行吸湿条件下的非饱和土直剪试验,与脱湿条件直剪试验相对比,分析不同的含水量变化路径对非饱和土抗剪强度的影响。 4.利用本文推导出的土水特征曲线公式与非饱和土抗剪强度公式,进行不同条件下的边坡模拟。对比分析不同条件下的边坡稳定安全系数,得出最接近实际情况的边坡稳定性数值模拟方法,为非饱和边坡的设计、评估提供更可靠的途径。


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