南阳膨胀土水分特征和强度特性的研究.pdfVIP

水 利 学 报 汉旧2年 7月 SHUILI XUEBAO 第 ，期 文索.号:0559-9350(20172)07-0087-06 南阳膨胀土的水分特征和强度特性研究 缪林昌’，刘松玉’ (t.东南大学 岩土工程研究所，江苏 南京 2盆仪196 摘 要:膨胀土是一种特殊疑难土，随含水量变化具有吸水膨胀脱水收缩的特征，序胀土的力学特性受含水t 或基质吸力的强烈影响，含水量与基质吸力的关系可用水分特征曲线来描述。本文对南阳膨胀土的水分特征进 行了试脸研究，结果表明:膨胀土的水分迁移与它的初始应力状态有关，干湿循环数对无压饱和土样的水分迁 移有较大影晌，对有压饱和土样的水分迁移影响较小。有预压力的水分特征曲线受干湿循环的形响较小，能较 好地反映膨胀土的土水特征。同时研究了不同吸力状态下非饱和膨胀土的强度特性，井提出了计算吸力强度的 双曲模璧，该双曲模型能较好地描述吸力对强度的贡献，模型适用性强，参数易于确定，便于在工程实践中应 用。 关锐词:膨胀土;水分特征曲线;吸力。吸力强度;双曲模塑 中目分班每 :TU443 空傲坛识码 :A 1 前言 膨胀土是一种具有特殊性质的高塑性粘土，吸水膨胀脱水收编，常常对有关工程造成危害。因此 在工程建设中，如遇到膨胀土必须对其变形特性、稳定性作出准确评价，为工程设计提供合理的参 数。 膨胀土的胀缩特性主要受其矿物组成成分控制，通常膨胀土由蒙脱石、伊利石等膨胀矿物组成， 吸水后体积膨胀，失水干缩，这与土体的水分迁移密切相关，因此可利用水分特征曲线来研究水分迁 移对膨胀土的力学特性的影响。有关这方面的研究，前人已做了不少的研究工作，已提出了许多水分 特征曲线的经验公式，下面是Fredlund和Xing(1994)根据土性定义了含水量的近似方程。 氏(U.一。。，a，。J,m,) 二C(u。一、，{ln[e((u,-u})la,)]} (1) 式中:氏为体积含水量;氏为饱和时的体积含水星;e=2.71歇 (。。一“二)为吸力;a:为土的空气 进气值;。。为土参数，与饱和度减小速度有关;.:为土参数，与残余含水量有关;C 。〔。一u,)为 相关因子。 天然状态下膨胀土多半位处干早或半干早地区，呈非饱和土特性。关于非饱和土的强度问题， Fredlund等 (1978)提出双变量非饱和土强度公式: rf二C+(a一。,)tamp+(。。一.“)tamp (2) 式中:rf为剪切强度;C和911为饱和土的有效强度参数;a为与吸力有关的内康擦角。 收稿t3期:2001-03-09 作者简介:早林昌 (196一 》，男，博士，软授，主要从事岩土工怪的饭学与研究工作，研究方向有软土地苏处理、非饱和土力 学、服动波理论、环场岩土等。 可翻砚万一一一一一 一一一— .’ VanepalliSK,FredlundDG等 (1996)提出不同含水量状态下非饱和土的强度公式。 、f .16一B八1 T,二’‘干L“一o“)tanp(+l一“ ,“.)`tamp{刃丁s,)J (3) 式中:e为体积含水量;a为饱和体积含水量;e,为残余含水量。 式(3)仅适用于较小吸力状态下的非饱和土。 非饱和土强度式(2)或式(3)与饱和土的强度公式相比多了一项与吸力有关的吸力强度，记吸力强 度为 二_。 T。二(IL。一u,)tanT (4a) 二。二、。“一、..))tta二n4p，}B(e.--Be,.fl