非饱和残坡积土强度随含水量变化试验研究
含水量对非饱和土抗剪强度参数的影响研究_边加敏
第7卷 第1期 地下空间与工程学报V o l.7 2011年2月 C h i n e s eJ o u r n a l o f U n d e r g r o u n dS p a c e a n d E n g i n e e r i n g F e b.2011 含水量对非饱和土抗剪强度参数的影响研究＊边加敏1,2,3,王保田2,3(1.南京交通职业技术学院南京 211188;2.河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室南京 210098;3.河海大学岩土工程研究所南京 210098)摘 要:非饱和土的抗剪强度是当前土力学中研究的热点也是难点,由于非饱和土强度的影响因素较为复杂,因此如何准确地确定非饱和土强度较为困难,目前研究的方法也较多。
非饱和土与饱和土强度的本质区别在于含水量的不同,将饱和土的抗剪强度公式运用于非饱和土计算当中对确定非饱和土的抗剪强度有一定的现实意义。
本文用含水量确定非饱和土抗剪强度计算公式中的各参数,从而确定非饱和土的强度,对现实工程具有一定的指导意义。
关键词:非饱和土;抗剪强度;含水量;直剪试验中图分类号:T U432 文献标识码:A 文章编号:1673-0836(2011)01-0017-05R e s e a r c h o n I n f l u e n c e o f Wa t e r C o n t e n t s o nt h e S h e a r S t r e n g t hB e h a v i o ro f U n s a t u r a t e d S o i l sB i a n J i a m i n1,2,3,W a n g B a o t i a n2,3(1.N a n j i n gC o m m u n i c a t i o nV o c a t i o n a l C o l l e g e,N a n j i n g211188;2.K e y L a b o r a t o r y o f G e o t e c h n i c a l a n d W a t e rD e f e n s e sE n g i n e e r i n g o f M i n i s t r y o f E d u c a t i o n,H o h a i U n i v e r s i t y,N a n j i n g210098;3.I n s t i t u t e o f G e o t e c h n i c a lE n g i n e e r i n g,H o h a i U n i v e r s i t y,N a n j i n g210098,C h i n a)A b s t r a c t:T h e r e s e a r c h o ns h e a r s t r e n g t ho f t h eu n s a t u r a t e ds o i l s b e c o m e s h o t p o i n t a n dd i f f i c u l t p o i n t i ns o i lm e c h a n i c s r e s e a r c h.I t i s d i f f i c u l t t o c a l c u l a t e p r e c i s e l y t h e s t r e n g t h o f u n s a t u r a t e d s o i l s,b e c a u s e t h e r e a r e m a n y d i f-f e r e n t i n f l u e n t i a l f a c t o r s r e l a t e dt o t h e s t r e ng th a n d t h e r e a r e m a n y r e s e a r c h w a y s t o s t u d y t hi s p r o b l e m.T h e d i f f e r e n c eb e t w e e nu n s a t u r a t e d s o i l s a n ds a t u r a t e ds o i l s i si nt h e i r w a t e rc o n t e n t s,s ot h e r ei s s o m es i g n i f i c a n c et o u s es h e a rs t r e n g t h f o r m u l a o f s a t u r a t e ds o i l s f o r u n s a t u r a t e ds o i l s.T h i s p a p e r u s e dw a t e r c o n t e n t s o f s o i l t od e t e r m i n et h e l o g-a r i t h m o f c o h e s i v e a n df r i c t i o n a l a n g e l a n dt h e nt o c a l c u l a t e t h es h e a r s t r e n g t hb e h a v i o r o f u n s a t u r a t e ds o i l s.T h er e-s u l t s h a v e s o m e v a l u e s i np r a c t i c e.K e y w o r d s:u n s a t u r a t e ds o i l s;s h e a r s t r e n g t h;w a t e r c o n t e n t;d i r e c t s h e a r t e s t1 引 言目前非饱和土强度公式主要可以分为两类:单应力状态变量公式和双应力状态变量公式[1]。
非饱和土土—水特性试验研究
１ 非饱 和土 Ｓ Ｃ呈“ ” ， ） ＷＣ Ｓ 形 含水率 同基 质 吸力 之 间的关系 是连续的 ； 高、 在 低含水率下基质吸力 随含水率变化 的幅度很小 ，
１２ 土一 水特性试 验研 究 ．
在中间段 （ 天然含水 率） 变化迅速 ， 由此 可见在天然含水率 下非饱 图 １ 出 了不 同 围压 下 Ｓ Ｃ实测 曲线 ， 图 １中可 以发 现 和土的工程性质受含水率 的影响很大 。 给 ＷＣ 从
因此应力状态对非饱 和土抗剪强度有 重要 影响 ， 在对非饱 和土的 强度和边坡稳定分析中应莺视应 力状态 的研究 。
１ 制作试件 ， ） 土样 采 自洛 阳地 区粉质黏 土 ， 采用 分层压 实法 制作重塑试件。
２ 饱 和 陶 瓷 板 ， 在 安 装 试 件 前 关 闭压 力 室 各 阀 门 ， 给 压 ） 即 并 力 室 充 满 无 气水 ， 后 打 开 排 水 阀 门 ， 加 ３ ０ｋ ａ ４０ ｋ ａ的 然 施 ０ Ｐ ～ ０ Ｐ
随含水量变化 的变化幅度很小 ， 在低含水率下 基质吸力随含水率 水率 试件 的基 质吸力 随围压 的增大而成非 线性 减小 ， 幅度 随体 且
的增大而缓慢减小 ， 中间段 （ 在 天然 含水率 ） 变化迅 速 ， 由此可见 积含水率减缓 ； 同一围压 下基质 吸力随体积含水率的变化成反 向
蛙
基 质 吸 力 （ １ ３／ Ｐ ｄ 一ｄ ）ｋ ａ
图 １ 三 级 围 压 土一 水 特 征 曲线
ｑ加 ． 模拟研究。本文结合 洛阳地 区非饱和 土三轴试 验对不如 加力状 １ ３ 晒围压对基 质吸 力影 响研 究 同受 蛐 ； ｍ
各体积含水率 试件 的 围压一基质 吸力关 系见 图 ２ 从 图 ２中 ，
《非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡稳定性分析》范文
《非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡稳定性分析》篇一一、引言在地质工程领域，土质边坡的稳定性分析是一个重要的研究课题。
特别是在非饱和至饱和状态变化条件下，土的物理力学性质会发生显著改变，从而对边坡的稳定性产生重要影响。
本文旨在分析非饱和至饱和状态变化对土质边坡稳定性的影响，以期为相关工程提供理论依据和实践指导。
二、土质边坡稳定性分析的理论基础土质边坡的稳定性分析主要涉及土的力学性质、边坡的几何形态、外部环境因素等多个方面。
其中，土的含水率是影响边坡稳定性的关键因素之一。
在非饱和状态下，土的强度和稳定性主要受控于土的吸力和摩擦力；而在饱和状态下，土的强度和稳定性则主要受控于土的抗剪强度和土体的重量。
三、非饱和状态对土质边坡稳定性的影响在非饱和状态下，土的吸力（包括基质吸力和渗透吸力）对边坡稳定性起着重要作用。
基质吸力能够增强土体的抗剪强度，提高边坡的稳定性。
而渗透吸力则能有效地降低孔隙水压力，进一步增强边坡的稳定性。
此外，非饱和土的抗剪强度随含水率的变化而变化，当含水率达到一定阈值时，边坡的稳定性会受到较大影响。
四、饱和状态对土质边坡稳定性的影响与非饱和状态相比，在饱和状态下，土体的强度和稳定性受到更大的挑战。
首先，土体在达到饱和状态后，其抗剪强度明显降低，边坡更容易发生失稳。
其次，饱和状态下的土体重量增加，加剧了边坡下滑的趋势。
此外，降雨等外部因素可能导致地下水位上升，进一步加剧了边坡的不稳定性。
五、非饱和至饱和状态变化对土质边坡稳定性的影响在非饱和至饱和状态变化过程中，土体的物理力学性质发生显著改变。
首先，随着含水率的增加，基质吸力逐渐减小直至消失，导致土体的抗剪强度降低。
其次，在达到饱和状态后，渗透力的作用逐渐增强，可能引发渗流破坏。
此外，由于地下水位的变化和降雨等因素的影响，可能导致边坡的渗流场发生变化，进一步影响边坡的稳定性。
六、分析方法与实例研究针对非饱和至饱和状态变化条件下土质边坡的稳定性分析，可采用多种方法。
非饱和膨胀土强度及土水特性室内试验研究
第43卷第11期•1〇〇 • 2 0 1 7 年 4 月山西建筑SHANXI ARCHITECTUREVol.43 No. 11Apr.2017文章编号：1009-6825 (2017) 11-0100-04非饱和膨胀土强度及土水特性室内试验研究郭震山(山西省交通科学研究院黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室，山西太原030006)摘要:依托某浅埋膨胀土隧道工程，制备不同含水率的土样进行直剪试验,建立了膨胀土强度参数随含水率变化的经验公式，采 用滤纸法测得膨胀土在吸湿过程中基质吸力随含水率的变化规律，并依据试验数据对土一水特征曲线按V-G模型进行拟合并确 定拟合参数，结果表明:现场膨胀土属于低压缩性土，具有中等膨胀潜势，土体摩擦角随含水率的增加呈线性减小,黏聚力随含水 率的增加呈二次抛物线形减小，土一水特征曲线与V-G模型拟合程度较好。
关键词:膨胀土，室内试验，强度参数，基质吸力中图分类号:TU411 文献标识码:A膨胀土在我国分布广泛且种类较多[1’2]，同时膨胀土具有显 著的地域差异性，不同地区膨胀土的工程特性不尽相同。
工程中 遇到的膨胀土多为非饱和土,其对环境中湿度的变化非常敏感，遇水膨胀、失水收缩，同时其强度参数和基质吸力也随土体中含 水率的变化而发生显著的改变。
在外界雨水补给条件下,膨胀土 含水率升高，土体发生软化膨胀，非饱和区基质吸力降低,导致膨 胀土抗剪强度降低，从而诱发膨胀土路基不均匀沉降[3]、膨胀土 边坡失稳破坏[4]、膨胀土隧道坍塌[5_7]等严重工程事故的发生。
1研究进展目前，国内学者已经对膨胀土进行了大量的室内和现场试 验，以研究膨胀土的工程特性。
项伟等[8]通过室内试验研究了南 水北调潞王坟段膨胀土的膨胀变形特性。
刘鹏[9]和杨庆等[1°]对 膨胀土抗剪强度随含水率的变化关系进行了试验研究，并得到了 抗剪强度参数随含水率的变化关系。
周葆春等[11]和黄志全等[12]采用滤纸法对非饱和膨胀土的土一水特征曲线进行了测定。
《非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡稳定性分析》范文
《非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡稳定性分析》篇一一、引言土质边坡的稳定性研究是岩土工程领域的重要课题之一。
边坡的稳定性不仅受地质构造、地形地貌、岩土性质等自然因素的影响，同时也受到气候条件、水文环境等外部条件的影响。
尤其在非饱和至饱和状态变化的情况下，土质边坡的稳定性更是受到极大的挑战。
本文将重点分析非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡稳定性的影响因素及其变化规律。
二、非饱和状态下的土质边坡稳定性在非饱和状态下，土质边坡的稳定性主要受土的力学性质、含水率、土壤结构等因素的影响。
土的力学性质包括内摩擦角和粘聚力，它们决定了土的抗剪强度和承载能力。
此外，随着含水率的增加，土壤的结构和力学性质会发生变化，进而影响边坡的稳定性。
三、饱和状态下的土质边坡稳定性当土质边坡进入饱和状态时，水的存在对边坡稳定性的影响变得尤为显著。
水的存在会降低土的力学性质，增加孔隙水压力，从而降低土的抗剪强度。
此外，由于水的渗透作用，可能导致边坡内部产生渗流力，进一步影响边坡的稳定性。
四、非饱和至饱和状态变化对土质边坡稳定性的影响非饱和至饱和状态变化对土质边坡稳定性的影响主要体现在以下几个方面：一是土的含水率的变化会导致土的力学性质发生变化；二是由于水的渗透作用，可能产生渗流力，影响边坡的稳定性；三是当土进入饱和状态时，其抗剪强度和承载能力会有所降低。
这些因素的综合作用使得土质边坡在非饱和—饱和状态变化过程中稳定性受到较大影响。
五、分析方法与模型为了分析非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡的稳定性，可以采用有限元法、有限差分法、离散元法等方法建立数值模型。
同时，结合室内外试验，如直剪试验、三轴试验等，对土的力学性质、渗流特性等进行研究。
此外，还可以采用极限平衡法、概率分析法等方法对边坡的稳定性进行定量评价。
六、实例分析以某地区土质边坡为例，通过建立数值模型和进行室内外试验，分析该地区土质边坡在非饱和—饱和状态变化过程中的稳定性。
饱和度对非饱和黄土抗剪强度的影响
山东农业大学学报(自然科学版),2020,51(6):1074-1079VOL.51NO.62020 Journal of Shandong Agricultural University(Natural Science Edition)doi:10.3969/j.issn.1000-2324.2020.06.017饱和度对非饱和黄土抗剪强度的影响邢琳,任亚宁,申向梁国网河北经研院,河北石家庄050000摘要:为研究含水率对非饱和黄土抗剪强度的影响，本文对不同饱和度下的原状黄土试样与重塑试样分别进行了直接剪切实验。
结果发现：随着饱和度的增大，两种黄土试样的剪切强度表现出逐渐降低的现象；由摩尔库伦强度准则得到黏聚力呈线性减小，内摩擦角的下降趋势逐渐减缓最终趋于稳定；原土试样对饱和度的敏感性明显低于重塑试样；经机理分析认为非饱和黄土的剪切强度受矿物成分、含水状态和结构性的综合影响；因此提出水分和黄土结构性的表达式，有效地预测了非饱和黄土的力学指标。
关键词:非饱和黄土;饱和度;剪切强度中图法分类号:[P642.3]文献标识码:A文章编号:1000-2324(2020)06-1074-06Effect of Saturation on the Shear Strength of Unsaturated Loess XING Lin,REN Ya-ning,SHEN Xiang-liangState Grid Hebei Economic Research Institute,Shijiazhuang050000,ChinaAbstract:In order to study the effect of water content on the shear strength of unsaturated loess,direct shear experiments were carried out on undisturbed loess samples and remolded loess samples with different saturation.The results showed that the shear strength of the two samples decreased gradually with the increase of saturation.According to the molar coulomb strength criterion,the cohesion decreases linearly and the Angle of internal friction decreased gradually and finally become stable.The sensitivity of undisturbed sample to saturation was lower than that of ordinary loose soil sample.According to the analysis of mechanism,it was concluded that the shear strength of unsaturated loess was affected by mineral composition, water bearing state and structure.An expression of the strength of the unsaturated loess which took into account the structure of the loess and the water.The strength expression could effectively predict the mechanical index of unsaturated loess. Keywords:Unsaturated loess;saturation;shear strength黄土是一种广泛分布在我国黄河流域的一种特殊土体，主要由碎屑矿物和黏土矿物组成，遇水发生湿陷现象是该地区黄土的常见特性[1]。
《非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡稳定性分析》
《非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡稳定性分析》篇一非饱和-饱和状态变化条件下土质边坡稳定性分析一、引言在地质工程中，土质边坡的稳定性是一个重要的研究领域。
尤其是在非饱和到饱和状态变化的过程中，土的物理力学性质会发生显著改变，进而影响边坡的稳定性。
本文将深入分析这一变化过程中土质边坡的稳定性问题，为地质工程提供理论依据和实践指导。
二、非饱和状态下的土质边坡稳定性在非饱和状态下，土的强度和稳定性主要取决于土的抗剪强度。
非饱和土的抗剪强度受多种因素影响，如土的粒度分布、结构特性、含水率以及外部荷载等。
在非饱和状态下，土的抗剪强度随着含水率的增加而逐渐降低，但当含水率达到一定阈值时，土的强度会突然降低，导致边坡失稳。
三、饱和状态下的土质边坡稳定性当土体进入饱和状态时，土的物理力学性质将发生显著变化。
在饱和状态下，土的抗剪强度主要由孔隙水压力决定，而孔隙水压力的大小与土的渗透性、外部荷载以及边界条件等因素有关。
在饱和状态下，边坡的稳定性受多种因素影响，如土的渗透性、饱和度、以及地下水位等。
四、非饱和到饱和状态变化对土质边坡稳定性的影响非饱和到饱和状态的变化过程中，土的物理力学性质将发生连续变化。
这种变化将直接影响边坡的稳定性。
一方面，随着含水率的增加，土的抗剪强度逐渐降低；另一方面，饱和状态下土的渗透性增强，可能导致边坡内部产生较大的孔隙水压力，从而降低边坡的稳定性。
此外，地下水位的变化也会对边坡的稳定性产生影响。
五、分析方法与模型为了分析非饱和-饱和状态变化条件下土质边坡的稳定性，需要采用合适的分析方法和模型。
目前常用的方法包括极限平衡法、有限元法、离散元法等。
这些方法可以有效地模拟土质边坡在非饱和和饱和状态下的应力-应变关系以及变形过程。
同时，还需要考虑土的渗透性、含水率、地下水位等因素对边坡稳定性的影响。
六、实例分析以某地区土质边坡为例，通过现场试验和数值模拟等方法，分析该边坡在非饱和和饱和状态下的稳定性。
非饱和土抗剪强度公式分类及总结
非饱和土抗剪强度公式分类及总结张常光;赵均海;朱倩【摘要】The shear strength formulae for unsaturated soils were divided into five categories, such as using soil-water characteristic curve, mathematical fitting, piecewise functions, total stress indicators and other forms. Characteristics and deficiencies of the current research on shear strength formulae for unsaturated soils were analyzed. The results show that some differences in mechanical significance exist between shear strength formulae based on the effective stress and shear strength formulae based on the two-stress state variables. Different expressions of suction strength lead to diversities of the shear strength formulae. True triaxial tests of unsaturated soils are urgent need to be carried out and strength theory of unsaturated soils satisfying the actual engineering stress conditions is to be established in order to improve the theoretical basis of unsaturated soils and accelerate the process of engineering applications.%将众多非饱和土抗剪强度公式分为结合土-水特征曲线、数学拟合、分段函数、总应力指标及其他形式5类,分析了当前非饱和土抗剪强度公式的特点及研究不足.结果表明:有效应力抗剪强度公式和双应力状态变量抗剪强度公式的力学本质不同,吸附强度表达式的不同导致了抗剪强度公式的多样性,急需加强非饱和土真三轴试验研究,建立符合工程实际受力状况的非饱和土强度理论,完善非饱和土的理论基础,并加快非饱和土强度理论的工程实践与应用进程.【期刊名称】《建筑科学与工程学报》【年(卷),期】2012(029)002【总页数】9页(P74-82)【关键词】非饱和土;基质吸力;抗剪强度公式;真三轴试验【作者】张常光;赵均海;朱倩【作者单位】长安大学建筑工程学院,陕西西安 710061;长安大学建筑工程学院,陕西西安 710061;长安大学建筑工程学院,陕西西安 710061【正文语种】中文【中图分类】TU4320 引言非饱和土分布十分广泛，与工程实践密切联系的地表土几乎全都是非饱和土［1］。
含水量对非饱和土抗剪强度影响研究
正应 力 ／Ｐ ｋａ
防止水分 散失 ， 并将其 放置在 恒温 恒湿箱 中 ， 嚣 ５ｄ 以便于 放 ，
其水分移动均匀 。试验时分三层击实 ， 并保证击实均匀 。
图 １ 土 样 １含水 量 与 抗 剪 强 度 的关 系
收 稿 日期 ：００ ３ ２ ２ １—０ －６
２ 试验结果分析
土 体 含 水 量 与 土 体 抗 剪 强 度 各 参 数 之 间 的 关 系 见 表 ２ 。
与黏聚力近似呈二次 曲线关 系， 而与 内擘擦 角近似呈线性 关系。
关 键 词 ：非 饱 和 土 ；抗 剪 强 度 ：含 水 量 文献 标 识 码 ： Ａ ｄ ｉ１．９ ９ ｊｉ ｎ １０ ．３９ ２ １ ． １０ ５ ｏ：０ ３ ６／．ｓ ．０ ０１７ ．０ ０ １．５ ｓ 中 图分 类 号 ：Ｔ ４ １７ Ｕ １ ．
表 ２ ３种 土 样试 验结 果
时总强度指标能够反映 土体 的强度特 征 ， 便于 工程应 用 ， 且 因
此 可 将 非 饱 和 土 抗 剪 强 度 公 式 改 写 成 类 似 于 Ｍｏｒ—Ｃ ｕｏ ｂ ｈ ｏｌｍ 的强 度 公 式 ， 然后 研 究 抗 剪 强 度 指 标 与含 水 量 之 间 的 关 系 ， 即
３ ＝一 １ ．６１ ５ ＋ ４ ７８ ８ｗ ８． ９
可 以看 出内摩擦角 与含水量 之 问呈 直线 关系 ， 即
越
鹾 埋
＝ｐ ｑ ｗ
（） ３
试 验 结 果 表 明 ： 饱 和 土 的 抗 剪 强 度 指 标 与 含 水 量 有 着 密 非
不可分的联系 ， 含水量与 黏聚力 近似 呈二 次曲线关 系 ， 含水 而
第３ ２卷第 １ １期 ２１ ００年 １ １月
非饱和残坡积土强度随含水量变化试验研究
式 ， 式运 用简单便捷 ， 公 可为工程 实际应 用提供 参 考 ．
关键 词 ： 非饱 和 残 坡 积 土 ；吸 力 ；含 水 量 ；三 轴 试 验 中 图分 类 号 ： Ｕ４ １ ７ Ｐ １． 文 献标识 码 ： Ａ
摘 要 ： 直接 研 究 非 饱 和 土 的 强 度 随含 水 量 的 变 化 ， 立 引入 含 水 量 的 强 度 公 式 ， 有 建 具 重 要 的 实 用 价 值 ．在 普 通 三 轴 仪 上 进 行 非 饱 和 残 坡 积 土 的 强 度 试 验 ， 验 结 果 表 明 ， 饱 和 试 非
Ｏ ｃ． ２ ０ ｔ １ ０
文 章编 号 ： ６ ４２ ７ （ ０ ０） ００ ２ ５ １ ７ — ９ ４ ２ １ １ —０ ０ ０
非 饱 和 残 坡 积 土 强 度 随 含 水 量 变 化 试 验 研 究
肖治 宇¨，陈 昌 富 杨 剑 祥 ，
（． 南 大 学 岩 土 工 程 研 究 所 ， 南 长 沙 １湖 湖 ４ ０ ８ ；．中 机 工 程勘 察 设 计 研 究 院 ， １０２２ 四川 成 都 ６ ０ ５ ） １０ ２
ｓ ｉ ｗｉｈ ｄ ｆｅ ｅ ｔｗａ ｅ ｏｎ ｅ ｓ ｎ ｓａ ｉｈ ｔ ｅ ｃ ｍｐｕ ａ ｉｎａ ｏ ｍ ｕ ａ ｅ ｗｅ ｎ ｔ ｍ ．Ｉ ｈ ｅ ｅ ａ ｏ １ ｔ ｉｆ ｒ ｎ ｔ ｒ ｃ ｔ ｎｔ ，ａ ｄ ｅ ｔ ｂｌｓ ｈ ｏ ｔ ｔｏ ｌｆ ｒ ｌ ｅ ｂ ｔ ｅ ｈｅ ｎ ｔ ｅｇ ｎ ｒ ｌ ｔ ｉａ ｉ ｎ ｔ ｕ ｎｔ ｔ ｅ ｇｔ ｅ ｔ ｒ ｏｎ ｃ ｅ ｎ ｕ ｓ ｔ ｒ ｔ ｄ ｒ ｓ ｄ ｌｓ ｉ． Ｔｈｅｒ ｓ ｌｓ ｉ ｄ ｃ ｔ ｄ ｔ ａ ｒ— ｘａｌｉ ｓ ｒ ｍｅ 。ｓ ｒ ｎ ｈ ｔ ｓ ｓ ｗｅ ｅ ｃ ｄｕ ｔ ｄ ｏ ｎ ａ ｕ ａ ｅ ｅ ｉ ｕａ ｏ ｌ ｅ ｕ ｔ ｎ ｉａ ｅ ｈ ｔ
《非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡稳定性分析》
《非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡稳定性分析》篇一一、引言土质边坡的稳定性研究是工程地质学、岩土工程学等学科的重要研究领域。
边坡的稳定性受多种因素影响，其中，非饱和—饱和状态变化是影响边坡稳定性的重要因素之一。
本文旨在分析非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡的稳定性，以期为相关工程提供理论依据和实践指导。
二、非饱和土质边坡稳定性分析非饱和土质边坡的稳定性主要受土壤含水率、土的强度和土壤结构等因素的影响。
首先，含水率的变化直接影响土壤的强度和剪切特性，从而影响边坡的稳定性。
在非饱和状态下，土的强度随含水率的增加而降低，当含水率达到一定阈值时，边坡的稳定性将显著降低。
其次，土的强度也是影响非饱和土质边坡稳定性的重要因素。
在非饱和状态下，土的强度主要由粘聚力和内摩擦角决定。
当这些因素发生变化时，边坡的稳定性也会相应地受到影响。
此外，土壤结构对非饱和土质边坡稳定性也有显著影响。
良好的土壤结构有助于提高边坡的稳定性，而结构不良或疏松的土壤则容易发生失稳现象。
三、饱和土质边坡稳定性分析当土质边坡由非饱和状态转变为饱和状态时，其稳定性将发生显著变化。
在饱和状态下，土壤的渗透性降低，孔隙水压力增大，导致土壤抗剪强度降低。
此外，由于水的润滑作用，土壤的摩擦角也会减小，从而降低边坡的稳定性。
在饱和状态下，边坡的稳定性还受降雨、地下水位变化等因素的影响。
长时间的降雨或地下水位上升会导致边坡内部的孔隙水压力升高，从而进一步降低边坡的稳定性。
在极端情况下，可能导致边坡失稳、滑坡等地质灾害的发生。
四、非饱和—饱和状态变化对土质边坡稳定性的影响非饱和—饱和状态变化对土质边坡稳定性的影响主要体现在以下几个方面：一是含水率的变化；二是土的强度和剪切特性的变化；三是孔隙水压力的变化。
这些因素的综合作用将导致边坡稳定性的显著降低。
特别是当土质边坡处于高含水率、低强度、高孔隙水压力的状态时，其失稳的风险将大大增加。
五、结论与建议通过对非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡稳定性的分析，我们可以得出以下结论：1. 非饱和状态下，土质边坡的稳定性受含水率、土的强度和土壤结构等因素的影响；2. 饱和状态下，土壤的渗透性降低、孔隙水压力增大和摩擦角的减小等因素将导致边坡稳定性的显著降低；3. 非饱和—饱和状态变化对土质边坡稳定性的影响不容忽视，需要采取有效的措施来预防和应对由状态变化引起的边坡失稳现象。
固结排水及常含水量条件下非饱和红土强度及变形特性影响
固结排水及常含水量条件下非饱和红土强度及变形特性影响刘星志;周龙;涂晗;刘小文【摘要】以江西非饱和红土为研究对象,分别进行了相同压实度下24个试样的非饱和红土固结排水和常含水量GDS三轴试验,对比分析了2种试验方法下试样的应力变形及强度变化特性.结果表明:固结排水三轴试验与常含水量三轴试验在高围压同基质吸力下有不同的应力应变关系,而在低围压下却大致相同;在常含水量三轴试验中产生了剪胀现象,而在固结排水试验中并未出现此情况;常含水量三轴试验中与基质吸力有关角度(φ)b总体均小于固结排水试验中的(φ)b.为红土填筑工程、变形及稳定性分析提供试验选择参考.【期刊名称】《南昌大学学报（工科版）》【年(卷),期】2016(038)002【总页数】6页(P131-136)【关键词】非饱和红土;GDS三轴试验;变形;强度【作者】刘星志;周龙;涂晗;刘小文【作者单位】南昌大学建筑工程学院,江西南昌330031;南昌大学建筑工程学院,江西南昌330031;南昌大学建筑工程学院,江西南昌330031;南昌大学建筑工程学院,江西南昌330031【正文语种】中文【中图分类】TU411红土在我国的覆盖面积非常广大，约占总疆土的1/5；红土在江西地区也广泛分布，亦被广泛应用在道路路基、堤防、房屋地基等方面,因此对于其变形和强度特性的研究十分重要[1]。
在实际的岩土工程中非饱和土普遍存在，所以研究非饱和土的力学性质非常有必要。
为了研究非饱和土的应力应变特性及强度特性，越来越多的学者进行了非饱和土的三轴试验，分别对不同区域的非饱和土进行了不同类型的试验。
黄志全等[2] 以三门峡地区黄土状粉质黏土为研究对象，在改进的三轴仪上采用不排水试验法，分别对试样进行非饱和土三轴试验；黄志全等[3] 在改进的非饱和土三轴仪上运用三级持续加荷固结排水试验法，对小浪底水库1#滑坡体非饱和土的强度特性进行了三轴试验；朱艳波等[4] 研究了宜昌-巴东段高速公路修建中路堑边坡失稳问题，采用了GDS三轴系统对红土进行了非饱和土三轴常含水量试验；季李通等[5]采用VJ双压力室三轴仪完成了非饱和土的固结排水试验；詹良通等[6]利用GDS双压力室非饱和土三轴仪，对鄂西北的中膨胀性土进行一系列吸湿试验、等吸力压缩固结试验和等吸力剪切试验。
含水量对非饱和土强度影响的试验分析
．
按 照不 同含 水率 土样 分组 ， 每组 等含 水率 试样 分 别 在 围压 １ ０ ０ ｋ Ｐ ａ 下 静 置约 １ ２ ｈ ，恢复 到初 始 应力 状 态下 ， 纪录各 自孔隙水压力 ， 含水率与孔隙水压力的 关 系 如 图 ２所 示 。 对 每 组 的 ４个 试 样 分 别 施 加 １ ０ ０ ｋ Ｐ ａ ， １ ５ ０ ｋ Ｐ ａ ， ２ ０ ０ ｋ Ｐ ａ 和２ ５ ０ ｋ Ｐ ａ ， 剪 切 至破坏 。 各 组 含水率试样的应力一应变关系如图 ２ — １ ０ 所示 。 从图 ２ 可知 ， 对于不 同含水率 的非饱和土 ， 随着 含水率的增大 ， 孑 Ｌ 隙水压力增大 ， 直到土样接近于饱 和土 样 ， 孔 隙水 压 力 接 近 围压 ； 同时在 含 水 率 比较 低 的情 况下 ， 出现负 孔 压 ， 这 主要 是 非饱 和 土 存在 基 质 吸力 的原 因 。 对 于不 同含水率 的非 饱 和土 ， 由图 ３ — １ ０可发 现 ： 含水 率相 同 ， 强度 的变化 和 围压 值成 正 比 ； 围压 相 同 ， 强度 和含 水率 成反 比， 由此 得 出非饱 和 土强 度受 土体 含水量的影响较大 ； 随着含水率 的增大 ， 试样应力一
１ ９ ． ６ ５ ％， ２ ０． ２１ ％， ２ ３． ８ ２％ ， ２ ７． １ ３ ％。
２ ． ３ 试验 步骤
试验分为 ２ 个步骤 ： 一是恢复土样到原始应力状 态。 由于试 验用土采 自地 表下 ５ ｍ，上覆土体重度 １ ９ ． ３ ７ ｋ Ｎ ・ ｍ 。 ， 为简化试验 ， 假设静止土压力系数 取 为 １ ，试验 在 前期 给 土样 加一 个 １ ０ ０ ｋ Ｐ ａ的围压 让 土 样恢 复 到原始 应力 状 态 ， 至孔 隙水压 力稳 定 ， 约 １ ２ ｈ ， 记 录孔 隙水压力 。 第二步做常规不排水快剪试验。 为解决原土样取 出后 的应 力 释放 、 体 积膨胀 、 土样 密 度 降低 的问题 ， 本 试 验 对试 验 土样 进 行 不排 水试 验 ， 以控 制 土 样含 水 率 。以速率 １ ． ０ ｍ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ进行 快 剪试 验 ，围压 分为 １ ０ ０ ｋ Ｐ ａ ， １ ５ ０ ｋ Ｐ ａ ， ２ ０ ０ ｋ Ｐ ａ 和２ ５ ０ ｋ Ｐ ａ四个等 级 ，每 隔
《非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡稳定性分析》
《非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡稳定性分析》篇一一、引言在地质工程中，土质边坡的稳定性分析是重要的研究领域。
非饱和至饱和状态的变化对土质边坡的稳定性具有显著影响。
本文旨在分析非饱和-饱和状态变化条件下土质边坡的稳定性，通过理论分析、实验研究和数值模拟等方法，深入探讨这一过程对边坡稳定性的影响机制，为工程实践提供理论支持。
二、非饱和土质边坡稳定性分析非饱和土质边坡的稳定性主要受土的物理性质、水分分布、土体结构等因素影响。
在非饱和状态下，土的强度较高，边坡的稳定性相对较好。
分析这一状态的边坡稳定性时，需要关注土的抗剪强度、渗透性等基本特性。
同时，还要考虑水分蒸发、降雨等因素对土质边坡稳定性的影响。
三、饱和状态对土质边坡稳定性的影响随着水分进入土体，土质边坡逐渐进入饱和状态。
在饱和状态下，土的抗剪强度降低，渗透性增强，这对边坡的稳定性产生不利影响。
此外，水分在土体中的重新分布也可能导致土的工程性质发生变化，进一步影响边坡的稳定性。
因此，分析饱和状态对土质边坡稳定性的影响时，需要关注土的抗剪强度、渗透性、水分分布等因素的变化。
四、非饱和至饱和状态变化过程中的土质边坡稳定性分析在非饱和至饱和状态变化的过程中，土质边坡的稳定性受到多种因素的影响。
一方面，水分进入土体导致土的抗剪强度降低；另一方面，水分在土体中的重新分布可能改变土的工程性质。
此外，土体的结构变化、水分蒸发和降雨等因素也可能对边坡的稳定性产生影响。
因此，在这一过程中，需要综合考虑多种因素对边坡稳定性的影响。
五、实验研究与数值模拟为了深入分析非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡的稳定性，本文开展了实验研究和数值模拟。
实验研究主要通过室内模拟和现场试验等方法，研究不同条件下的土质边坡稳定性变化规律。
数值模拟则通过建立数学模型，模拟非饱和至饱和状态变化过程中土质边坡的稳定性和变形行为。
这些研究方法有助于深入理解非饱和-饱和状态变化对土质边坡稳定性的影响机制。
《非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡稳定性分析》
《非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡稳定性分析》篇一一、引言在地质工程领域，土质边坡的稳定性是一个重要的研究课题。
尤其当土质边坡处于非饱和到饱和状态变化的过程中，其稳定性将受到显著影响。
本文旨在分析非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡的稳定性，为实际工程提供理论依据和指导。
二、非饱和土质边坡稳定性分析非饱和土质边坡的稳定性主要受到土壤含水率、土壤类型、土质结构以及环境气候等因素的影响。
在这些因素中，含水率的变化是影响边坡稳定性的关键因素。
当土质边坡处于非饱和状态时，其强度主要由土壤颗粒间的摩擦力和粘聚力决定。
此时，边坡的稳定性较高，但当含水率增加时，土体的抗剪强度会逐渐降低，导致边坡的稳定性降低。
三、饱和土质边坡稳定性分析当土质边坡达到饱和状态时，土体的抗剪强度将大幅度降低。
由于水分占据了土壤颗粒间的空隙，使得颗粒间的摩擦力降低。
此外，饱和状态下的土体会出现较大的体积膨胀和流变现象，导致边坡的稳定性进一步降低。
在饱和状态下，土体容易发生滑移、塌方等破坏形式。
四、非饱和到饱和状态变化对土质边坡稳定性的影响在非饱和到饱和状态变化的过程中，土质边坡的稳定性将受到多重因素的影响。
首先，含水率的增加会导致土体抗剪强度的降低。
其次，由于水分进入土壤颗粒间的空隙，使得颗粒间的粘聚力减弱。
此外，随着含水率的增加，土体的体积膨胀和流变现象也会加剧。
这些因素共同作用，使得土质边坡的稳定性在非饱和到饱和状态变化的过程中逐渐降低。
五、分析方法与模型为了准确分析非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡的稳定性，需要采用合适的分析方法和模型。
常用的方法包括极限平衡法、有限元法、离散元法等。
这些方法可以通过模拟土质边坡在非饱和到饱和状态变化过程中的应力、应变、位移等参数，来评估边坡的稳定性。
同时，还需要考虑土壤类型、土质结构、环境气候等因素对边坡稳定性的影响。
六、实例分析以某地区土质边坡为例，通过实地勘察和实验室试验获取土壤的物理力学参数。
非饱和土的应力_含水率_应变关系试验研究
第29卷第3期 岩 土 力 学 V ol.29 No.3 2008年3月 Rock and Soil Mechanics Mar. 2008收稿日期：2006-06-08作者简介：凌华，男，1977年生，博士研究生，主要研究非饱和土的应力-应变关系、固结简化计算和复合桩基等方面的问题。
E-mail: lhua77@文章编号：1000－7598－(2008) 03－0651－05非饱和土的应力-含水率-应变关系试验研究凌 华1，殷宗泽1，蔡正银2（1.河海大学 岩土工程研究所，南京 210098；2.南京水利科学研究院 岩土工程研究所，南京 210098）摘 要：引入含水率，研究了非饱和土的强度和应力-含水率-应变关系。
进行了非饱和土的强度和变形试验，模拟了实际工程施工期气压能够迅速消散而水压变化不大的特点；研究了强度随含水率的变化，建立了非饱和土总应力强度公式；研究含水率对非饱和土变形的影响，建立了引入含水率的实用非线性模型。
算例分析表明了方法的合理性。
引入工程中易确定的含水率，完全绕开了吸力，避免了吸力量测和计算的困难，为非饱和土理论成果难以实用化的问题提供了有效的解决途径。
关 键 词：应力-含水率-应变关系；强度；非饱和土；普通三轴试验 中图分类号：TU 441 文献标识码：AExperimental study on stress -water content-strainrelationship of unsaturated soilLING Hua 1, YIN Zong-ze 1, CAI Zheng-yin 2(1 .Research Institute of Geotechnical Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China;2.Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210098, China)Abstract: Strength and stress-water content-strain relationship of unsaturated soil is studied experimentally. Firstly, strength and deformation tests are done, which simulate the project characteristic that pore air pressure dissipates very quickly and water pressure does not. Secondly, a total stress strength formula is suggested by researching the relationship between the strength and water content. Finally, a nonlinear model is presented on the basis of the relationship between the parameters under different values of constant water content. A case study shows that the model is reasonable. The use of the theories of unsaturated soil has been limited because of the difficulties in measuring and calculating suction. The presented approach, choosing water content which can be gained easily in project, can solves this problem effectually.Key words: stress-water content-strain relationship; strength; unsaturated soil; normal triaxial test1 引 言饱和土的变形主要受应力影响，非饱和土的变形除受应力影响外，还与土中含水率及其变化有关。
非饱和土强度随含水量的变化
围压 300 kPa 围压 400 kPa
1
00
2
4
6
8
10 12
εa/%
(c) w = 21.1%
(σ1－σ3)/(100 kPa)
7
6
5
4
3
2
围压 100 kPa 围压 200 kPa
1
围压 300 kPa 围压 400 kPa
0
0
2
4
6
8 10 12
εa/%
(d) w = 23.9%
3
(σ1－σ3)/(100 kPa)
第 26 卷 第 7 期 2007 年 7 月
岩石力学与工程学报 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering
Vol.26 No.7 July，2007
非饱和土强度随含水量的变化
凌 华，殷宗泽
(河海大学 岩土工程研究所，江苏 南京 210098)
体变管
油 试样帽 水 试样帽 一层薄沙
试样 不透水板 进水阀门 接压力
接压力
传力杆
内压力室 外压力室
降低位置高度 通大气
a a′b b′ 油
“U”形管 排气阀门
图 1 三轴仪简图 Fig.1 Diagram of general triaxial apparatus
出土体。 试验过程中降低与排气阀门连接的“U”形管
摘要：吸力的量测和计算比较困难，而含水量的分布在工程中却容易确定，在非饱和土强度的研究中，选择含水
量代替吸力，研究非饱和土强度随含水量的变化，具有重要的实用价值。首先，在改进的普通三轴仪上进行非饱
和土的强度试验。试验中控制含水量不变，同时保证气压消散，以模拟工程施工期间气压消散快、水压消散慢的
含水量对非饱和土抗剪强度影响研究
含水量对非饱和土抗剪强度影响研究
近年来，随着城市化的进程加快，地下空间的开发利用越来越多，为了保证建筑物的安全，抗剪强度是首选评估指标。
在抗剪强度评估方面，非饱和土体的抗剪强度是最重要的因素之一。
非饱和土体的抗剪强度受到了含水量的影响，因此研究含水量对非饱和土抗剪强度的影响具有重要的意义。
首先，关于含水量对非饱和土抗剪强度的影响，研究表明，随着含水量的增加，非饱和土体的抗剪强度也会增加。
这是由于土壤中的水分有助于将土壤中的颗粒和凝聚物团结在一起，提高土壤强度。
此外，大量的水分能够改变土壤的内部结构，改变土壤的体积，增加土壤的剪切强度。
其次，研究表明，当含水量超过一定程度后，非饱和土抗剪强度的增加幅度会减少。
这是因为土壤中大量的水分会抵消土壤的颗粒之间的作用力，使土壤较难把颗粒团结在一起。
此外，由于大量水分会使土壤变得松软，从而减少土壤的抗剪强度。
最后，在实际工程中，土壤的抗剪强度是由含水量来决定的，需要根据土壤的含水量来调整土壤的抗剪强度，以便保证安全。
因此，在实际工程中，要根据土壤的不同含水量调整土壤的抗剪强度，以保证建筑物的安全。
综上所述，研究含水量对非饱和土抗剪强度的影响具有重要的意义。
随着含水量的增加，非饱和土体的抗剪强度也会增加，但当含水量超过一定程度后，非饱和土抗剪强度的增加幅度就会减少。
因此，
要根据土壤的不同含水量调整土壤的抗剪强度，以保证建筑物的安全。
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ｗｅｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ
ｏｎ
ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｓｏｉｌ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ
ｃｏｎ—
ｔｈｅ ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｓｏｉｌ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｔｅｎｔ，ｗｈｉｃｈ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ ｔｈａｔ ｗａｔｅｒ
ｃｕｒｖｅ
Ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｗａｔｅｒ ｗａｓ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ ｆｒｏｍ ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ
９ ｔｏ
ｃｏｎｔｅｎｔ
ｅｑｕａｌｅｄ ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｗａｔｅｒ
ｆ
ｃｏｎｔｅｎｔ
ｗｈｅｒｅ ｓｔｒｅｓｓ—ｓｔｒａｉｎ
ｈａｒｄｅｎｉｎｇ，ｔｈｅ Ｖａｌｕｅ ｏｆ Ｂａｓｅｄ
线呈现出应变硬化的特性（围压５０ ｋＰａ除外），如图 ３，４所示，即最佳含水量为应力应变曲线从软化转 变为硬化的临界含水量．随着含水量继续增大至接 近饱和时，试验曲线又转化成应变软化的特性，如图 ５所示．并且非饱和土的抗剪强度随着含水量的增 大而明显减小，这表明水分对强度的影响剧烈，如图
６所示．
１
非饱和残坡积土三轴试验
ｃｏｎｔｅｎｔｓ
ｈａｄ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｂＩｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ
ｏｎ
ｓｔｒｅｎｇｔｈ． Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ
ｓｔｒｅｓｓ
ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒａｉｎ ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｓｏ订ｗａｓ ｄｏｎｅ ｂｙ ａｄｏｐｔｉｎｇ ｐｅａｋ—ｒｅｓｉｄｕａｌ ｒａｔｉｏ．
图６所示：在围压为５０ ｋＰａ时，侧向压力很小，所有
含水量的应力应变曲线都为应变软化，含水量较小
的试验曲线也呈现出明显的应变软化特性，如图１， ２所示．当含水量增加到最佳含水量附近时，试验曲
随含水量的增加呈指数衰减，９值随含水量的增加 呈线性衰减，并依此建立了非饱和残坡积土总应力 强度公式，研究结果可为工程应用提供参考．
ｔｏ
６１００５２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｌｔ ｉｓ ｏｆ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｖａｌｕｅ
ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ ｒｅｓｉｄｕａｌ Ｉｎ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌ
ｓｏｉｌ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔｓ，ａｎｄ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｆｏｒｍｕｌａｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅｍ． ｔｒｉ—ａｘｉａｌ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，ｓｔｒｅｎｇｔｈ
明显，所以含水量为ｌｏ％时的峰残应力比相对于含
董
刺 Ｒ ｛越 卅
水量为５％的峰残应力比有所减小；当含水量继续 增加到最佳含水量附近时，除围压为５０ ｋＰａ外，曲
啪鲫枷抛咖啪鲫栅瑚ｏ
轴向应变／％ 图１
Ｆｉｇ．１
线都呈现为应力硬化，且围压为５０ ｋＰａ的峰残应力
硼＝５％（Ｓ，＝１８．３％）的应力应变曲线
第３７卷第１０期
２
Ｏ
湖南大学学报（自然科学版）
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ），（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ）
Ｖ０１．３７，Ｎｏ・１０ （）ｃｔ・２ Ｏ １
Ｏ
１
Ｏ年１ Ｏ月
文章编号：１６７４—２９７４（２０１０１１０—００２０’０５
非饱和残坡积土强度随含水量变化试验研究
肖治宇”，陈昌富１，杨剑祥２
１．１试样制备 研究非饱和土的强度随含水量的变化，试验中
万方数据
２２
湖南大学学报（自然科学版）
２０１０年
力比值非常大，因为试样含水量非常小，破坏时为脆 性，且围压为５０ ｋＰａ时最大；峰残应力比值随着围 压的增大逐渐减小，这是因为围压的增大，约束了试 样的变形；当含水量增大时，试样的脆性性质不那么
最重要的力学参数．实际工程中，土坡常处于非饱和
夜，按干密度进行控制，每层土严格控制厚度，并按 相同击实功进行击实．然后放入真空抽气机进行饱 和，再拿出来自然风干，每隔一段时间称质量。当到
达想要的含水量时进行试验． １．２试验流程
状态，若设计计算仍采用经典土力学饱和土抗剪强 度参数将带来极大的误差．对此。理论界不少学者致 力于非饱和土理论研究，并提出了各自的非饱和土 强度公式，其中有两种强度公式［３］已被岩土界广泛
（１．１ｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ。Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ ２．Ｚｈｏｎ函ｉ
Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ４１００８２。Ｃｈｉｎａ：
１ｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ＆Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ
ｃｕｒｖｅｓ
ｏｆ硼一ｌ ５％
ｓｔｒｅｓｓ—ｓｔｒａｉｎ
ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｎ
ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗａｔｅｒ
｜曩
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如
Ｏ ２ ４ ６ ８ ｌＯ １２ １４ １６ ２．４ ２．２
２００ ｋＰａ
丑２・０ Ｒ １．８
牝
１．２ １．０ ５ ｌＯ １５
∞
２５
轴向应变／％ 图４加＝２０％（Ｓ。＝７３．３％）的应力应变曲线
中图分类号：ＰＵ４１１．７ 文献标识码：Ａ
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ
ｏｆ Ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ Ｒｅｓｉｄｕａｌ Ｓｏｉｌ ｗｉｔｈ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｔｅｎｔｓ
ＸＩＡＯ Ｚｈｉ—ｙｕｌｔ，ＣＨＥＮ Ｃｈａｎｇ—ｆｕｌ－ＹＡＮＧ Ｊｉａｎ—ｘｉａｎ９２
万方数据
第１０期
肖治宇等：非饱和残坡积土强度随含水量变化试验研究
２１
设的投入．由于中西部崇山峻岭密布、地形地质条件 复杂，分布有大面积的残积和坡积物覆盖层，因此修 建高等级公路时，必将形成大量高陡残坡积土边
坡【１ｊ．大量工程实践证明，水是导致这类土坡滑坡 的罪魁祸首，因此研究水对残坡积土力学性质的影 响具有重要的理论和工程实际意义旧Ｊ．
Ｆｉｇ．４ Ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ—ｓｔｒａｉｎ
ｃｕｒｖｅｓ
＂／％
图７峰残应力比与含水量的关系
Ｆｉｇ．７ Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｐｅａｋ－ｒｅｓｉｄｕａｌ ｓｌｏｐｅ
ｓｔｒｅｓｓ
ｏｆ硼＝１０％
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０ ２ ４ ６ ８ １０ １２ １４ １６
轴向应变／％ 图３
Ｆｉｇ．３
轴向应变／％
Ｗ＝１５％（Ｓ。一５５％）的应力应变曲线
Ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ—ｓｔｒａｉｎ
ｃｕｒｖｅｓ
图６
Ｆｉｇ。６
２００ Ｔｈｅ
ｋＰａ不同含水量的应力应变曲线
ｂｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ ａｎｄ ｐｒｏＶｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ
１【ｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｓｏ订；ｓｕｃｔｉｏｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ；ｔｒｉ—ａｘｉａｌ
ｔｅｓｔ
为促进中西部发展，国家正大力推动和实施中
西部开发战略，并将持续加大对中西部交通设施建
寸为：３９．１ ｍｍ×８０ ｍｍ），发现抗剪强度参数ｆ值
９１．５％）．每组取４个相同的试样，分别在围压５０，
１００，１５０和２００ ｋＰａ下进行试验，当第一个试样进
行试验时，其余３个试样用保鲜膜包裹以防止水分
蒸发．加荷速率为ｏ．４ ｍｍ／ｍｉｎ．
１．３试验结果与分析 各组含水量试样的三轴剪切试验结果见图１～
ｇ／ｃｍ３，含水量为１５％．为使试样各处更均
匀，分８层击实，每层土的数量相等，各层接触面用 小刀刨毛．饱和后再按含水量分为５组进行风干，分
别为５％（饱和度Ｓ，＝１８．３％），１０％（Ｓ，＝３６．６％）， １５％（Ｓ，＝５５．Ｏ％），２０％（Ｓ，＝７３．３％）和２５％（Ｓ，＝
确定．直接研究非饱和土的强度随含水量的变化，建 立引入含水量的强度公式，这种方法虽然是近似的 和经验性的，但由土体含水量分布就可方便地确定 强度，非常便捷适用．许多研究人员做了这方面的研 究，如杨和平等［９１用常规直剪仪研究了膨胀土的力 学参数随含水量的变化；王洋等［１们用普通三轴仪研 究了红粘土在含水量变化模式下的力学性质；凌华 等【ｌ¨在改进的普通三轴仪上进行了非饱和土强度 试验．本文在南京土壤仪器厂生产的ＴＳＺ３０—２．０ 型应变控制式三轴仪上进行三轴剪切试验（试样尺
Ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ—ｓｔｒａｉｎ
ｃｕｒｖｅｓ
比也在逐渐减小．
ｏｆ硼＝５％
－星棚Ｒ氆州
轴向应变／％
广● 卜● Ｉ＿ ●ｒ ● ｒ¨嵋【Ｄ
轴向应变／％ 图２叫＝１０％（Ｓ，＝３６．６％）的应力应变曲线
Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ－ｓｔｒａｉｎ
ｃｕｒｖｅｓ
图５叫＝２５％（Ｓ，＝９１．５％）的应力应变曲线 Ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ—ｓｔｒａｉｎ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ硼一２５％ Ｆｉｇ．５
认可．一种是Ｆｒｅｄｌｕｎｄ的双变量公式，另一种是
本文试验用土来自于长沙岳麓山残坡积土层， 采用比重计法对土样进行颗粒分析，确定为粉质粘 土，其物理力学指标如表１所示．
表ｌ
Ｔａｂ．１ Ｔｈｅ
Ｂｉｓｈｏｐ公式，这两种公式都含有吸力项，反映吸力 对强度的贡献．但是吸力的试验室量测需用到昂贵