泾阳南塬原状黄土增湿土-水特征曲线研究

摘要

土-水特征曲线(SWCC)作为非饱和土力学中重要的本构关系，是研究非饱和土工程性质的关键。为了研究黄土的SWCC，在测试了泾阳南塬L1、S1、L5、L9基本物理指标的基础上，主要展开以下工作：采用滤纸法测定L1、S1、L5、L9的増湿SWCC；采用压汞法测定L1、S1、L5、L9的孔隙分布曲线；用单降模式和双降模式的SWCC方程对基质吸力与含水率关系的试验结果进行拟合；收集甘肃、陕西、山西等地的19组原状马兰黄土基本物理指标及 SWCC，建立采用基本物理指标预测原状马兰黄土SWCC的经验公式。
　　本研究根据孔隙分布特征，将土分为等孔隙结构土、均匀孔隙结构土、单孔隙结构土、双孔隙结构土四类，将骨架颗粒和团粒间的孔隙定义为宏观孔隙，团粒内的孔隙定义为微观孔隙。L1、L5、L9的宏、微观孔隙孔径的界限值在0.1μm左右，在宏、微观孔隙中各有一组优势孔隙，具有双峰特征；S1宏、微观孔隙孔径的界限值在5μm左右，不存在明显的优势孔隙。L1是典型的双孔隙结构土，SWCC具有两个显著的下降段，并且分别与宏、微观孔隙中的优势孔隙范围相对应；L5和L9的孔隙分布曲线虽然具有双峰的特征，但微观孔隙中优势孔隙的量并不显著，SWCC仅具有一个显著的下降段，与宏观孔隙中的优势孔隙范围相对应，可将其视为单孔隙结构土；S1的孔隙分布相对较均匀，宏、微观孔隙分布差别不显著，对应 SWCC为一条斜直线，孔隙分布特征更接近于均匀孔隙结构土。分别用Gardner、van Genuchten和Fredlund&Xing单降SWCC方程对L1、S1、L5、L9的SWCC实测结果进行拟合，结果表明van Genuchten方程和Fredlund&Xing拟合度较好。采用Li的连续双降方程和Fredlund& Xing的叠加双降方程拟合L1的SWCC实测数据，拟合结果均比单降方程更接近测试值。提出了“一点法”预测原状马兰黄土SWCC，即通过土的物理参数和一个含水率与对应基质吸力的实测点，预测Fredlund&Xing方程的3个参数，便于SWCC的工程实际应用。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 问题的提出及研究目的

1.2 土-水特征曲线的基本理论及研究现状

1.3 本文的主要研究内容及技术路线

第二章 黄土的土-水特征曲线试验

2.1 取样地点概况

2.2 基本物理指标

2.3 土-水特征曲线的测定

2.4 测试结果及分析

第三章 黄土孔隙分布及其对土-水特征曲线的影响

3.1 土中孔隙分布类型与SWCC类型的划分

3.2 黄土的孔隙类型

3.3 孔隙分布测试技术

3.4 黄土孔隙分布测试试验

3.5 黄土孔隙分布对SWCC的影响

第四章 黄土土-水特征曲线方程

4.1 描述土-水特征曲线的方程

4.2 SWCC的单降模式拟合

4.3 SWCC的双降模式拟合

第五章 原状马兰黄土土-水特征曲线的预测

5.1 概述

5.2 预测SWCC的方法

5.3 原状马兰黄土SWCC的预测

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 本文的不足及需要进一步做的工作

参考文献

致谢