浅论红粘土路基水汽运移特性及防排水优化设计研究

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1、长沙理工大学硕士学位论文红粘土路基水汽运移特性及防排水优化设计研究姓名：付强申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：王桂尧20100501摘要路基水分迁移主要是毛细作用下、降雨作用下产生地表径流和高水位造成路基内部产生渗流及日照温度场作用下产生的路基水汽迁移。路基在(裂缝)渗流作用、毛细作用以及温度场作用下，内部土体含水量、孔隙水压会发生变化，使得土体抗剪强度降低，土体产生湿陷和变形，从而引起一系列的路基水毁破坏。本文主要研究非饱和土路基的水作用机理以及非饱和土路基水汽迁移特征、迁移规律及影响因素。其中包括毛细水、降雨渗流、裂隙流、水位升降等因素下的非

2、饱和土路基水汽迁移规律，比如孔压、水分分布的发展变化，引发的路基强度稳定、路面结构安全等公路病害。结合南方高液限、膨胀土类路基用红粘土性质，进行非饱和土水汽运移的室内试验研究，包括毛细水上升试验、常规固结剪切试验渗透试验以及土水特征曲线测定试验。利用有限元分析软件Geo．studio，进行非饱和土水汽运移的模拟研究。建立非饱和土路基有限元模型，模拟水汽运移中的毛细迁移过程中水分分布变化、毛细水上升高度等。研究非饱和土路基在不同边界条件下水分和孔压动态变化。模拟路基在不同降雨历时、不同降雨边界条件、路基表面有无裂缝等情况下的水分运移规律，得出路基土内部水汽

3、运移规律。针对非饱和土路基水汽运移模拟分析结果，引出路基路面防排水处理措施必要性。关键词：红粘土；水汽运移；毛细水；土水特征曲线；数值模拟；ABSTRACTSubgrademoisturemigrationmainlyincludesometypesthatcapillaryaction，embankmentseepagecausedbysurfacerunoffgeneratedbyrainfallandhi．ghwaterlevel，andtemperaturewatervaporchanginggeneratedbysunshine．Theinte

4、rnalsoilwatercontentandporewaterpressurewillchangesdototheeffectofcrackseepage，capillaryaction，andthetemperaturefields，correspondinglyreducingsoilstrength，andfinallysoilcomeintosubsidenceanddeformation，causingaserieswashouttosubgrade．Asisconcerned，thispagemainlydoresearchongleiza

5、tionmechanism，subgrademoisturemigrationcharacterandrulesaswellasinfluencefactor，includingmoisturemigrationlawcausedbycapillaryaction，rainfallandcrackseepage，waterlevelfluctuation．Suchasthechangesofwaterdistributionandpore—waterpressurewhichtriggerdiseaseoftheroadstrengthandstabil

6、ity,structuralsafety．CombinedwiththepropertiesofredclaywithhighliquidlimitandexpansionintheSoutharea，wecarryoutlaboratorytestresearchonwatervaportransportinunsaturatedsoil，includingthecapillarywaterrisetest，routineshearconsolidationtest，permeabilitytestandsoilwatercharacteristicc

7、urvemeasurement．Finally,setafiniteelementmodelanddomoisturemigrationsimulationresearchonunsaturatedsoilsubgradewithGeo-studiosoftware，thatarechangesinwaterdistributionandthelimitheightofcapillarywaterCallreach，watercontentandpressurechangesunderdifferentrainfallconditions．Andalso

8、analyzethelawofmoisturemigrationinsubgra