毛细水对潮湿粉细砂强度影响的理论分析.pdf

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1、第３３卷第５期长安大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．５２０１３年９月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈａｎｇａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｓｅｐｔ．２０１３文章编号：１６７１８８７９（２０１３）０５０００１０６毛细水对潮湿粉细砂强度影响的理论分析雷胜友（长安大学公路学院，陕西西安７１００６４）摘要：毛细现象使得潮湿粉细砂土间的接触压力增加，如何计算砂土在这种情况下的强度，这是一个难题。从毛细水提供附加小主应力的角度出发，推导出了潮湿砂土在极限状态下的强度表达式，并用该式计算了在不同含水量下潮湿粉细

2、砂土破坏时的大主应力。研究结果表明：当砂土中的毛细水量增加时，计算的大主应力是先增大后减小，当含水量大于１０％时，潮湿砂的大主应力小于干砂的大主应力值，当达到饱和状态时，湿砂的大主应力达到最小值；将大主应力计算值与试验数据的反算值进行比较，发现两者比较接近；强度表达式中犉、犉随含水量的变化情况表明，犉、犉１２１２皆随含水量成二次函数变化；小主应力增量随含水量的变化情况，当含水量在０～１１％的范围变化时，小主应力增量为正值，且存在一个最大值，则总的小主应力是增加的，潮湿粉细砂的强度是增大的；当含水量的变化范围为１１％～３１％时，小主应力增量

3、为负值，则总的小主应力是减小的，潮湿粉细砂的强度也是减小的，以上计算结果同大主应力增量是相对应的。关键词：道路工程；潮湿粉细砂；毛细现象；小主应力增量；假粘聚力；含水量中图分类号：Ｕ４１６．１；ＴＵ５２８．５７文献标志码：Ａ犜犺犲狅狉犲狋犻犮犪犾犪狀犪犾狔狊犻狊狅犳犲犳犳犲犮狋狊狅犳犮犪狆犻犾犾犪狉狔狑犪狋犲狉狅狀狊狋狉犲狀犵狋犺狅犳狊犾犻犵犺狋狑犲狋狊犻犾狋狊犪狀犱ＬＥＩＳｈｅｎｇｙｏｕ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＨｉｇｈｗａｙ，ＣｈａｎｇａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００６４，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｅｒ

4、ｅｉｓｔｅｍｐｏｒａｒｙｃｏｈｅｓｉｏｎｉｎｓｌｉｇｈｔｗｅｔｓｉｌｔｓａｎｄｄｕｅｔｏｃａｐｉｌｌａｒｙｗａｔｅｒ，ｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｉｔｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｓａｎｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎａｌｍｉｎｏｒｐｒｉｎｃｉｐａｌｓｔｒｅｓｓｐｒｏｖｉｄｅｄｂｙｔｈｅｃａｐｉｌｌａｒｙｗａｔｅｒ，ｔｈｅａｕｔｈｏｒｄｅｄｕｃｅｄｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｆｏｒｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｓｌｉｇｈｔｗｅｔｓｉｌｔｓａｎｄｉｎｌｉｍｉｔｓｔａｔｅ，ａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｅｄｔｈｅ

5、ｍａｊｏｒｐｒｉｎｃｉｐａｌｓｔｒｅｓｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｍａｊｏｒｐｒｉｎｃｉｐａｌｓｔｒｅｓｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｉｒｓｔ，ａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｓ．Ｗｈｅｎｔｈｅｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｉｓｍｏｒｅｔｈａｎ１０％，ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｍａｊｏｒｐｒｉｎｃｉｐａｌｓｔｒｅｓｓｏｆｗｅｔｓａｎｄｉｓｌｅｓｓｔｈａｎｔｈａｔｏｆｄｒｙｓａｎｄ，ａｎｄｗｈｅｎｔｈｅｓａｎｄｉｓｓａｔｕｒａｔｅｄ，ｔｈｅｖａｌｕｅｓｏｆｃａｌ

6、ｃｕｌａｔｅｄｍａｊｏｒｐｒｉｎｃｉｐａｌｓｔｒｅｓｓｏｆｗｅｔｓａｎｄｒｅａｃｈｅｓａｍｉｎｉｍｕｍ．Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｍａｊｏｒｐｒｉｎｃｉｐａｌｓｔｒｅｓｓｅｓａｒｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｉｎｖｅｒｓｅｖａｌｕｅｓｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａ．Ｆｏｒｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆ犉１ａｎｄ犉２ｉｎｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｗｉｔｈｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ，犉１ａｎｄ犉２ｃｈａｎｇｅｗｉｔｈｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｉｎｑｕａｄｒａｔｉｃｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｆｏｒｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆａｄｄｉｔｉｏｎａｌｍｉｎｏｒｐｒｉｎ

7、ｃｉｐａｌｓｔｒｅｓｓｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ，ｗｈｅｎｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｃｈａｎｇｅｓｆｒｏｍｚｅｒｏｔｏ１１％，ｔｈｅｉｎｃｒｅｍｅｎｔｏｆｍｉｎｏｒｐｒｉｎｃｉｐａｌｓｔｒｅｓｓｉｓｐｏｓｉｔｉｖｅ，ａｎｄｐｏｓｓｅｓｓｅｓａｍａｘｉｍｕｍ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，收稿日期：２０１２１０１０基金项目：国家自然科学基金项目（５９４７９０１７）；陕西省自然科学基金项目（９７Ｃ２２，２００１Ｃ０１）；地质灾害防治与工程地质环境保护国家重点实验室开放基金项目（ＧＺ２００５０３，９９００７）；长安大

8、学土质学与土力学精品课程建设项目作者简介：雷胜友（１９６５），男，陕西澄城人，教授，博士研究生导师，Ｅｍａｉｌ：ｒｏｎｇｒｏｎｇ１１０８５３１０＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ。２长安大学学报（自然科学