PDF《本科毕业设计（论文）》

第一章 绪论

1 1.1 非饱和土的研究.1 1.1.1 非饱和土的概述.1 1.1.2 非饱和土的吸力.1 1.1.3 毛细的作用.2 1.1.4 非饱和土的强度特性.4 1.2 土水特性曲线研究.8 1.2.1 土水特性曲线概述.8 1.2.2 影响室内土水特性曲线的一些因素.8 1.2.3 土水特性曲线的常规测量方法.9 1.2.3.1 滤纸法测试.9 1.2.3.2 体积压力板仪测试.10 1.2.3.3 Tempe 仪测试

11 1.3 本文的主要工作.12

第二章 室内实验研究

14 2.1 试验土料.14 2.2 试验方案.14 2.2.1 滤纸法.14 2.2.2 无侧限强度(UU)试验.15 2.3 试验方法.15 2.3.1 滤纸法.15 2.3.1.1 实验步骤.15 2.3.1.2 实验仪器准备.16 2.3.1.3 实验过程.16 河海大学本科论文 VII 2.3.2 无侧限强度(UU)试验.17 2.3.2.1 实验步骤.17 2.3.2.2 实验仪器.18 2.3.2.3 制样.18 2.3.2.4 实验过程.19

第三章 干燥作用对非饱和土强度的影响

21 3.1 含水率与吸力的关系.21 3.1.1 试验结果.21 3.1.2 对比经验公式.23 3.2 含水率对非饱和土强度的影响.25 3.3 吸力对非饱和土不排水强度的变化规律.28

第四章 总结与展望

31 4.1 总结.31 4.2 展望.31 致谢

33 参考文献

34 附录

36 河海大学本科论文

1

第一章:绪论 1.1 非饱和土的研究 1.1.1 非饱和土的概述 在土体骨架的孔隙中, 除水以外还有连通的气体存在的土称为非饱和土,它 是土的一种存在形态.实际工程中大量存在着非饱和土课题.以往由于研究手段 的限制,研究工作进展缓慢.近年来,由于人们重视程度的加深,非饱和土研究 己经成为土力学研究中的热点之一. [1] 在我们实际工程中,遇到的土料大多数是以非饱和土形态存在的,例如自然 干燥土和压实土.非饱和土力学涉及的一系列工程,如土坝的建造与运行、环境 条件变化情况下的天然土坡、 竖直挖方的边坡稳定、膨胀土造成的地面隆起及湿 陷性土中的许多实际问题, 均要对土的渗流、体变和抗剪强度特性有所了解才能 解决 [2] .非饱和土是由固相、液相和气相组成的复合介质,其性质远比饱和土复 杂[3] .非饱和土分布广、应用广,但是在现有理论的相对缺乏使得对非饱和土问 题的研究成为岩土工程的重要课题. 1.1.2 非饱和土的吸力 非饱和土的研究核心是吸力的研究.研究吸力,要搞清楚吸力的来源.我们 都知道,在自然界中,各个物质都是具有能量的.在土力学中,有一个公式是用 来表示土水的能量的,就是土水势. 土水势是表示土水中的能量,我们可以忽略土中水的动能,这样,决定土水 势的关键就是土中水的位置和内部条件. [2] 其公式表示如下: t p m s z T Ψ = Ψ + Ψ + Ψ + Ψ + Ψ (1-1) 式中Ψt 为总土水势,Ψp 为压力势,Ψm 为基质势,Ψs 为溶质势,Ψz 为 重力势,ΨT 为温度势. Ψp 为压力势,主要是由压力场中存在的压力差引起的. Ψm 为基质势,主要是由固体颗粒基质与水之间的相互作用引起的.为了反 抗固体颗粒基质的吸持作用必须对土中水做功,以实现上述移动,因此所做的功 实际是负值.由此可知非饱和土的基质势永远为负值,而饱和土基质势恒为零. [4] 干燥作用下非饱和土强度特性的室内试验研究

2 Ψs 为溶质势,主要是土壤溶液中所有形式的溶质对土中的水分综合作用的 结果. 单位数量的土中水分从土中一点移动到标准参考状态时,其它各项维持不 变, 仅由于土壤溶液中溶质的作用而使土中水所做的功即为该点的溶质势.土壤 水溶液中的溶质对水分子有吸引力, 实施上述移动时必须克服这种吸持作用对土 中水做功,因此溶质势也为负. [4] Ψz 为重力势,主要是由重力场的存在而引起的. 由于非饱和土的基质势和溶质势均为负值,为了更好的利用这两个势能,在 土力学中, 将两者的负数定义为吸力, 它能形象的表示出土壤对水分的吸持作用. 弄清楚土中这两个吸力,对我们研究土水特性曲线有很大的作用.通常,把 这两个吸力的总和称之为总吸力. 基质吸力 总吸力 溶质吸力 其具体定义如下 [2] :