基于干湿循环效应的红黏土力学特性与孔隙结构研究

摘要

本文以贵州凯里红黏土为研究对象，立足于红黏土干湿循环作用下强度和持水特性的探讨，通过压汞试验、直剪试验以及土水特征压力板试验和非饱和三轴试验，较为全面地揭示了干湿循环作用下红黏土的孔径、强度、体变和土水特征曲线的变化规律，主要内容如下：
　　1、红黏土的天然含水率为39.4％、液限为61.1%、塑限为36.8%、天然密度为1.62g/cm3，土粒比重2.676，土中黏粒含量65%（其中胶粒高达58%）、砂粒含量为13.5%、土的最优含水率为32.09%。可见，贵州地区红黏土是具有较高含水率、较高液限的黏土，其颗粒细小，比表面积大，以活动性较弱的伊利石为主要黏土矿物，其抗剪强度较高。
　　2、通过土水特征曲线压力板仪对红黏土试样进行了持水特性试验，试验过程设定了不同的压实度、循环次数等试验条件。研究表明压实度大的试样进气值和持水性能大于压实度小的试样；循环次数会对红黏土的持水特性产生影响，循环次数多的土体持水性能差。
　　3、红黏土在脱湿过程中，体积会随含水率的减少发生改变，通过体积与含水率的变化关系，对土水特征曲线进行修正，发现红黏土修正后的体积含水率要高于修正前的体积含水率，但体积对含水率的影响主要在低基质吸力段（0~200kPa），在高基质吸力段，体积对含水率的影响逐渐变小。
　　4、通过非饱和三轴试验，研究经历了不同干湿循环作用下，剪切过程中红黏土的强度变化规律和体积变化规律。试验表明，红黏土的破坏形式属于应变硬化；红黏土的抗剪强度随干湿循环的次数增多而降低；体变也有相似的变化，经历干湿循环次数多的土体，总体变要大于经历循环次数少的土体。

目录

声明

第一章 绪论

1.1选题背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容与技术路线

第二章 红黏土的孔隙结构和脱湿强度特性研究

2.1红黏土的基本物理性质

2.2饱和红黏土的强度试验及指标

2.3非饱和红黏土的干湿循环作用及孔隙结构

2.4脱湿状态对红黏土强度特性的影响

2.5本章小结

第三章 红黏土SWCC的干湿循环效应研究

3.1对非饱和土土水特征曲线的认识

3.2试验仪器及原理

3.3试验方案及主要步骤

3.4试验结果及分析

3.5本章小结

第四章 红黏土强度特性的干湿循环效应研究

4.1试验仪器

4.2控制基质吸力的非饱和三轴试验

4.3本章小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

附录 攻读学位期间发表的论文与科研成果清单

致谢