非饱和土的土水特征曲线试验研究及应用

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1、北京工业大学硕士学位论文非饱和土的土水特征曲线试验研究及应用姓名：周晓菊申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：张在明;张钦喜20090501摘要作为土力学基本框架的重要组成部分，饱和土的强度理论己经基本趋于成熟，而非饱和土在实际工程中分布更为广泛，其工程特性更为复杂，其强度理论尚不十分完善。主要的障碍就是非饱和土力学中的相关参数的测量耗时漫长。研究表明土水特征曲线可以用于确定一些非饱和土参数。本文围绕着土水特征曲线展开研究工作．。首先对非饱和土的基本性状、非饱和土及土水特征曲线的研究进展迸了简单的叙述；其次在介绍了土水特征曲

2、线的定义和工程意义的基础上，归纳了土水特征曲线的量测方法和各项影响因素，并总结了土水特征曲线方程的分类；再次在已有理论基础上进行了土水特征曲线的试验研究，对试验结果进行了误差分析和在非饱和土力学中的运用。本文主要结论如下：1．通过一系列土水特征曲线室内试验发现，非饱和土的土水特征曲线呈现“S”形，重力含水量随基质吸力的增加而递减，且递减的趋势中间变化较大，而两端的变化相对较小；随非饱和土基质吸力的增大其含水量逐渐趋于一稳定值即残余含水量。2．比较Gardner方程、-v'arlGenuchten方程、Fredlund和Xing方

3、程对土水特征曲线的拟合效果，通过误差分析发现，vanGenuchten方程的拟合效果最好。3．由于非饱和土的土性参数的直接量测具有成本高、耗时长、难度大等特点，非饱和土土性参数的间接计算方法正在被人们接受。介绍了土水特征曲线在预测非饱和土抗剪强度参数和渗透系数上的应用，为估算非饱和土的有关参数提供了一条捷径。关键词：非饱和土：土水特征曲线；基质吸力；拟合ABSTRACT鼍!!!!曼皇!曼!!!詈皇!!!皇鼍!!皇曼皇苎!I．I!皇!!!!!!!!曼!竺皇苎!皇!!曼!!!!!!皇!鼍!暑!!鼍!鼍!!皇曼Asanessentia

4、lPortionofbasicframeworkofsoilmechanics，strengththeoryofsaturatedsoilshasbeenwellestablishedandwidelyusedingeotechnicalengineeringpractice．Howeverunsaturatedsoilarewidelydistributedanddisplaymorecomplexbehaviorcomparedwithsaturatedsoilinengineeringpractice．111emainst

5、umblingblockisthetime．consumingprocessesinthemeasurementoftheunsaturatedsoilparametersrequiredfornleconstitutivemodels．ResearchhasshownthattheSoilWaterCharacteristicCurve(swcc)ofasoilcanbeusedintheestablishmentofanumberoftheunsaturatedsoilparameters．nleresearchofthep

6、apersurroundstheSWCC．Firstly,theunsaturatedsoilsofbasictraits．unsaturatedsoilandsoilwatercharacteristiccurveoftheresearchintoasimplenarrative．Secondly,bytheintroductionofSWCCdefinitionandengineeringonthebasisofsummedupthesoilwatercharacteristiccurvemeasurementmethods

7、andtheinfluencingfactors，andsummeduptheclassificationofSWCCequation．Thirdly,intheoryhavebeenconductedonthebasisofthesoilwatercharacteristiccurveofthepilotstudythetestresultsoferroranalysisandinunsaturatedsoilmechanicsinuse．Themainresearchconclusionsconsistoff1．Throug

8、haseriesofsoilwatercharacteristiccurvelabtestfoundthatthesoilunsaturatedsoilwatercharacteristiccurveshows”S"-shaped，gravitywatercon