非饱与黄土变形模量探究.doc

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1、非饱与黄土变形模量探究【摘要】在非饱和土力学中，应力理论和强度理论是非饱和土力学变形与稳定性分析理论及计算方法中的重要基础。非饱和土力学的研究水平目前还未进入实用阶段，主要原因在于吸力量测的困难。鉴于此，提出了用等效吸力代替真实吸力的试验方法并进行了验证。【关键词】非饱和土；等效吸力；三轴试验；变形等效ResearchonModulusofDeformationofUnsaturatedLoessTianTian,LiuLan一lan(1.ChangchunCollegeofArchitectureChangchunJilinl30000；2.ConstruetionEngineering,J

2、ilinUniversityChangchunJilin130000)[Abstract】Unt订nowtheresearchactivitiesinthefieldofunsaturatedsoilshavebeenstillintheacademicstage・Thekeypointoftroublesisthemeasurementofsuetion.Toavoidthedifficultiesinthedeterminationofsoilsuction，theso一calledequivalentsuetionhasbeenadvancedrecently.[Keywords]Uns

3、aturatedsoils；Equivalentsuction；Triaxialcompressiontests；Equivalenceofdeformation1.前言（1）非饱和土力学的发展是围绕吸力这一基本概念而开展的。[1〜3]众所周知，吸力的量测十分困难，一组控制吸力的三轴试验，往往需要几个月的时间。理论是为工程实践服务的，非饱和土的实用较为合理的实际做法应该是选择合适的物理量以避免吸力的量测和计算的困难，达到工程服务的目的。在工程实践中，含水率这一物理量是非常容易确定的，如钻孔取样，简单的室内试验即可确定。在非饱和土计算模型中引入含水率，虽然需要一些补充假定，建立的也是经验公式，但

4、非常直观，易于接受，作为一种近似而实用的处理方法值得深入研究和进一步发展。（2）从非饱和土理论实用化的观点出发，本文选择含水量（饱和度）作为物理量来研究水分对强度和变形的影响。为了既能避免吸力量测的困难，又避免不考虑吸力而对非饱和土强度特性产生的影响。由两组曲线（即非饱和黄土在o3=const条件下以及不同o3下饱和黄土的应力应变关系曲线）在相同ol—o3下产生同一e1—的等效原则确定某一Sr相当的。3即为S[3],寻求饱和度Sr与等效吸力S之间的变化规律，并求取参数。表1黄土的主要物理力学指标比重GS含水量W(%)干密度P(g/cm3)液限W1(%)塑限Wp(%)塑性指数IP孔隙比e颗粒组成

5、(%)>0.05(mm)0.05〜0.005(mm)<0.005(mm)1.7119.811.17330.920.510.51.026.561.432.12.试验部分2.1试验土物理性质：取原状黄土进行试验研究，试验黄土取自陕西杨凌高新中学对面的某工程基坑，取土深度为现地面以下2〜3.5米，为Q3黄土，土样上有肉眼可见的大孔隙。主要物理指标如下(见表1)：2.2试验方案：根据试验规程制成多个三轴原状试样，采用滴定法及水膜转移法将制成的试样配置成含水量为5%、10%,15%,20%、25%及通过抽气饱和法制定充分饱和的多组三轴试样。试验在应变控制式常规三轴仪上进行，采用固结排水(CD)法，剪切速

6、率o.0550mm/min,围压控制为50KPa、lOOKPa、200KPa、400KPa,试样在各级围压下的破坏强度取峰值强度或应力应变曲线上15%应变所对应的强度，分别测定每一含水率下原状试样应力应变关系。图1（a〜e）原状黄土的应力应变关系3.试验结果及分析1.1试验结果：比较相同围压不同含水量的原状黄土的应力应变关系曲线，可以看到随着含水量增大，发生相同的变形量，含水量低时所对应的轴向应力大，同时变形速率也在增大。说明含水量和围压对非饱和黄土的强度有明显的影响，可以使土体的结构性发生软化，增湿溶解了部分胶质和盐基，同时使吸力连结丧失。3.2从图1（a-e）中，得到不同饱和度的原状黄土产

7、生同一变形乙1,乙2,乙3,乙4,时，饱和度Sr与0103的关系曲线以及饱和原状黄土a103〜o3关系曲线。由上述两组曲线，即非饱和黄土在03=const条件下以及不同o3下饱和黄土的应力应变关系曲线，在相同ol—o3下产生同一£1—的等效原则确定某一Sr相当的。3即等效吸力SO图2图3不同围压下原状黄土〜关系曲线图4吸力归一化曲线3.3将曲线归一化后应用商业软件Origin对该曲线进行非线性拟合