土水特征曲线滞回特性的影响因素研究

摘要

土水特征曲线作为非饱和土力学中的研究重点和难点，在岩土工程中有着重要的地位和作用。现有的土水特征曲线研究，多数都以减湿曲线为主，而绝大部分土体在自然条件下都是经历过多次干湿循环的，所以本文主要着手干湿循环曲线，研究不同土类的滞回曲线以及土水特征曲线滞回特性的影响因素，并提出用孔隙尺寸分布预测土水特征曲线的方法，具体工作及结论如下:
　　1.不同土类由于其颗粒组成不同，导致其土体内部的孔隙尺寸分布及孔隙结构有明显差异，进而其土水特征曲线的滞回特性也有较大差异。颗粒越粗、粘粒含量越低的土类，其土水特征曲线的滞回特性越明显，反之亦然。
　　2.用“滞回度”这一个量来对土水特征曲线滞回特性的影响因素进行简单的定量评价。研究显示，不同土类土水特征曲线滞回特性有明显差异;对于同一种土类，土的干密度越大或者作用在土体上的应力越大，其土水特征曲线滞回特性就相对越弱;原状土的先天结构性对其土水特征曲线滞回特性起削弱的作用;对于重塑土而言，干湿循环次数对其土水特征曲线的影响对着干湿循环次数的增大而逐渐减弱，直至最终趋于稳定;某类土的土水特征曲线滞回特性随着土体孔隙比的减小而减弱，因此，土体的孔隙尺寸分布及孔隙结构对其土水特征曲线滞回特性有很大影响。
　　3.提出用土体的孔隙尺寸分布预测其土水特征曲线的方法，给出理论方程及相应的假定，并对方法的可行性及适用性进行验证。用该方法预测的土水特征曲线反映出了土水特征曲线的基本特征，并且预测曲线还能反映应力对土水特征曲线的影响;另外，考虑不同接触角的预测曲线能够反映土水特征曲线的滞回特性。

目录

声明

摘要

论文说明

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 非饱和土力学的发展

1．3 土水特征曲线的研究现状

1．3．1 土水特征曲线概述

1．3．2 土水特征曲线的影响因素

1．3．3 土水特征曲线模型

1．3．4 滞回曲线概述

1．3．5 土水特征曲线滞回特性的影响因素

1．3．6 滞回曲线模型

1．4 本文研究的主要内容

2 土水特征曲线滞回试验及不同土类的对比研究

2．1 概述

2．2 试验用土、试验仪器及试验方案

2．2．1 试验用土及其基本性质

2．2．2 试验仪器简介

2．2．3 试验方案简介

2．3 土类不同对土水特征曲线滞回现象的影响

2．3．1 不同土类的滞回曲线

2．3．2 土的颗粒组成对土水特征曲线滞回特性的影响

2．4 本章小结

3 土水特征曲线滞回特性的影响因素研究

3．1 滞回度的引入

3．1．1 滞回度描述滞回特性的优势

3．1．2 滞回度的计算方法

3．2 本章研究方案

3．3 土水特征曲线滞回度的影响因素研究

3．3．1 土类不同对土水特征曲线滞回度的影响

3．3．2 初始干密度对土水特征曲线滞回度的影响

3．3．3 应力对土水特征曲线滞回度的影响

3．3．4 土的结构性对土水特征曲线滞回度的影响

3．3．5 干湿循环次数对土水特征曲线滞回度的影响

3．4 孔隙比变化对滞回度的影响

3．5 本章小结

4 孔隙尺寸分布预测土水特征曲线的方法

4．1 引言

4．2 Kelvin毛细管理论

4．3 孔隙尺寸分布预测土水特征曲线方法的提出

4．3．1 土体减湿时水在土孔隙中的迁移机理

4．3．2 用孔隙尺寸分布预测土水特征曲线方法的提出

4．4 用孔隙尺寸分布预测土水特征曲线方法的验证

4．4．1 压汞试验法确定土孔隙尺寸分布

4．4．2 孔隙尺寸分布预测土水特征曲线

4．5 接触角对预测土水特征曲线的影响

4．5．1 考虑接触角影响的土水特征曲线方程

4．5．2 接触角对预测土水特征曲线的影响

4．6 土颗粒表面带电分子对水分的吸附作用

4．7 本章小结

5 结论与展望

5．1 本文的主要工作及结论

5．2 有待进一步研究的问题

致谢

参考文献

附录