浅谈应力作用下非饱和土土水特征曲线及渗透性研究

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1、分类号UDC密级学号0708140758矛挤衬声去军硕士学位论文应力作用下非饱和土土水特征曲线及渗透性研究周冬学科名称:岩土工程学科门类:工学指导教师:刘奉银副教授申请日期:2010年3月独创性声明本人所呈交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的成果.尽我所知，除特别加以标注的地方外i论文中不包含其他人的研究成果。与我一同工作的同志对本文的研究工作和成果的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并已致谢。本论文及其相关资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任论文作者签名:一感盗一.钟年朔，日学位论文使用授权声明本人一粤土在”师的指”下创作完成学位论文的”识产权”西安理工大学所有，本人今后在使

2、用或发表该论文涉及的研究内容时，会注明西安理工大学。本人作为学位论文著作权拥有者，同意授权西安理工大学拥有学位论文的部分使用权(在以下“口”中标明，同意的划“7”，不同意的划“X，’)，即:本人提交的印刷版和电子版赞论文，国学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存;口学校可以将学位论文的全部内容编入公开的数据库进行检索:叮学校可以将学位论文的摘要编入公开的数据库进行检索;邸学校可以将公开的学位论文或解密后的学位论文作为资料在图书馆、资料室等场所及校园网上供校内师生阅读、浏览。本人学位论文全部或部分内容的公布(包括刊登)授权西安理工大学研究生学院办理。(保密的学位论文在解密后，适用本授权说明)论

3、文作者签名:通交鼓导师签名:，oI。年牛月)日/摘要论文题目:应力作用下非饱和土土水特征曲线及渗透性研究学科专业:岩土工程研究生:周冬学生签名:!私舟指导教师:刘奉银副教授导师签名: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

4、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一变形特性。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%一20.5%之间时，基质吸力引起的土体

5、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、hidianhead冰债土和西安黄土，通过引入“水与土粒体积比值”凡发现:不同固结压力下尺，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

6、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。声西安理工大学硕士学位论文关键词:非饱和土，土水特征曲线，渗透系数，密度，应力，本构关系本研究得到国家自然科学基金(编号:10872162)、陕西省黄土力学与工程重点实验室基金(编号:05JS3)和西安理工大学岩土工程学科建设项目(编号:106003081)的资助。AbstractTit!e:!NVESTIGATIONOFSTRESS51，ATE一DEPENDENTSOILWATERCHARACTERISTICCURVEANDPERM旧ILITYBEHAVOIRFORUN

7、SATURATED50!LMajor:GeoteehnicalEngineeringName:DOngZhou5ignature:SuPervisor:AssociateProf.FengyinLIU5ignatureAb5traet5011Waterehareteristieeurve15oneofthesignifieantasPeetofeonstitutiverelationshiP，wh