快速测定非饱和土水力特性的原理与方法研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cet1979
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
非饱和土的水力特性包括土水特征曲线和渗透函数。土水特征曲线表示非饱和土的基质吸力与含水量(如饱和度或体积含水率)之间的关系;渗透函数是渗透系数与含水量之间的关系。这两大水力特性参数在分析非饱和土变形与强度问题、降雨入渗与边坡稳定问题、污染物地下迁移等问题中扮演着重要角色。   传统的非饱和土水力特性的测定方法均是在试样处于平衡态下测得,耗时较长,本文围绕非饱和土水力特性的快速测试原理与方法开展了研究,进行了以下四个方面的工作:   1)在测试仪器方面,对联合测试系统做了以下两点改进:一、增加了气泡冲刷和量测装置,能够准确量测溢出陶土板气泡的体积,进而对溢出水量进行修正,使修正后的溢出水量更加接近于真值。二、对压力室做了较大改进,由原来的上、下盖板都装有陶土板改为只在下盖板安装陶土板,进气方向也由原来的从环向进气改为从顶部进气,使其能更好的描述一维流动问题。   2)开展了一步流动试验,利用一维水分运移过程分析软件HYDRUS-1D对试样溢出水量随时间的变化曲线进行拟合,同时分析反算出难以实测的水力学参数,进而能够快速得到非饱和土的土水特征曲线和渗透函数。分别使用了三种土样对该方法进行了验证,并且讨论了施加的吸力步长对试验结果的影响,进而对三种土样提出了合理的加载步长。   3)建立了能够描述试样在非平衡态下饱和度随着基质吸力变化的演化方程,该方程不但考虑了当前基质吸力增量对饱和度的影响,而且还考虑了以往各级吸力增量对饱和度的影响,即考虑了所谓的遗传效应。基于此方程开展了动态多步流动试验,试验中不需要试样在每级吸力下都达到平衡,大大节省了试验所需的时间。分别采用了三种土样对该方法进行了验证,并且讨论了不同的基质吸力步长和加载时间对动态试验结果的影响,并且对这几种土样分别提出了开展动态试验时所施加吸力步长和加载时间的参考值。   4)对以上两种方法进行了对比分析,指出这两种方法所用的时间都远远小于实测方法所用的时间,但从试验精度上来看,动态多步流动方法要优于一步流动方法。尤其对于高吸力范围的土样,一步流动方法的精度较差,而通过控制合理的基质吸力步长和加载时间,采用动态多步流动方法和VG模型相结合的方法,可达到较高精度。  
其他文献
该文结合长江三峡水利枢纽永久船闸高边坡工程,以三峡闪云斜长花岗岩为主,峨眉红砂岩为辅,研究了脆粘性岩石的长期力学性质.
地下轨道交通,作为城市公共交通的重要形式,是解决城市交通问题的根本出路。以北京市为例,按照2050年的轨道交通线长期规划,轨道交通总里程将超过1000km;大规模的轨道交通建设
学位
膨胀土吸水膨胀软化,失水收缩开裂,反复胀缩变形导致土体强度大幅衰减,给工程的安全带来极大危害。开展膨胀土脱湿过程裂隙演化规律研究具有重要的现实意义,有助于加深对膨胀土地
天然岩体常包括节理、裂隙、断层、软弱夹层等各种不连续面,这些不连续结构面的力学特征很大程度上影响了岩体的力学特性。不连续面的剪切行为控制了裂隙岩体的变形与破坏情况
为了满足西部大开发战略的迫切需要,改善交通条件、开发与利用水利资源、南水北调等都亟待实施,实施这些项目时都不可避免地出现隧洞开挖。西部地区高山峡谷的地形地貌使得多数
巷道底臌一直是煤矿开采过程中的一项技术难题,开展采区巷道底臌机理及其控制技术研究具有十分重要的工程价值。本文以建庄煤矿采区巷道为依托,采用室内实验、理论分析、数值模
钢筋混凝土梁斜截面受剪的尺寸效应研究是钢筋混凝土领域没有很好解决的问题之一。本文介绍了5组不同尺寸钢筋混凝土梁在低周反复荷载作用下的剪切破坏试验研究成果。本文通
当钢筋混凝土框架结构在地震作用下能够以规范所提出的“强柱弱梁”的屈服机制破坏时,则可以表现出较好的抗震性能。然而在以往的地震中,钢筋混凝土框架结构并没有表现出“梁铰
近年来,热管换热设备在电子产品冷却和暖通空调领域得到了日益广泛的应用。在这些设备相变换热过程中,汽-液-固三相接触线附近蒸发薄液膜部分的热阻非常小,局部存在着非常高的热