非饱和土的强度及变形特性

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非饱和土力学

非饱和土力学1. 简介非饱和土力学是土力学中的一个重要分支，研究非饱和土的力学性质和行为规律。

非饱和土是指含有一定空隙度和部分或全部未饱和的水分的土壤。

相比于饱和土，非饱和土具有一些特殊的力学性质和变形特性，因此对其力学行为的研究具有重要的实际意义。

2. 非饱和土特性非饱和土的特性主要包括以下几个方面：2.1 吸力吸力是非饱和土中水分存在的特殊状态所引起的一种力。

在非饱和土中，由于存在着未饱和水分，土颗粒表面会形成一种吸附力，即吸力。

吸力的大小与土壤的孔隙结构密切相关。

2.2 干湿收缩性非饱和土在干燥过程中会发生干缩现象，而在被湿润后会发生湿润膨胀。

这是因为非饱和土中的水分含量影响着土颗粒之间的接触状态和土壤体的结构。

2.3 孔隙气压非饱和土中的气体存在一定的孔隙气压，该气压与土壤孔隙水的张力有关。

在非饱和土力学中，孔隙气压的变化对土体的力学行为有重要影响。

3. 非饱和土力学实验为了研究非饱和土的力学性质和行为规律，人们进行了大量的实验研究。

常用的非饱和土力学实验包括以下几种：3.1 吸力试验吸力试验是用来测试非饱和土吸力大小的实验。

在吸力试验中，通常采用吸力仪器对土样进行测量，得到吸力与土壤含水量之间的关系。

3.2 干湿循环试验干湿循环试验是用来模拟非饱和土在干燥和湿润过程中的变形行为的实验。

通过反复进行干燥和湿润过程，可以观察并记录土样的收缩和膨胀行为。

3.3 压缩试验压缩试验是用来研究非饱和土的压缩变形特性的实验。

实验中通常使用压缩装置对土样施加压力，并记录土样的变形和力学参数的变化。

4. 非饱和土的工程应用非饱和土力学的研究对于土木工程的设计和施工具有重要的指导意义。

非饱和土的一些特性和行为规律在以下方面有着广泛的应用：4.1 坡面稳定性分析非饱和土在坡面稳定性分析中发挥着重要作用。

由于非饱和土具有较好的抗侵蚀和抗冲刷能力，因此在坡面设计中通常采用非饱和土力学原理。

4.2 基础工程在基础工程中，非饱和土的力学行为对基底承载力和变形进行了特别的研究。

非饱和土力学

亚佛加德罗定律，道尔顿(Dolton)分压定律， Kelvin定律，热力学第一定律，第二定律
• 非饱和土基本特性的学习／1、非饱和土的相态特性
非饱和土的相态特性表明：非饱和土三个组成相的相态特性决定了土的
物理状态（粒度、湿度、密度、构度）和土的化学、电学性质。
它们和不同条件下压力和温度的变化相结合，可以使非饱和土的双电层特性、收缩膜特性以及结构性特性均发生相应的综合性变化，
供的稳定影响，因此，需要再有第二个应力状态变量来直接
或间接地反映弯液面环状水的影响
他依据Houlsby(1997)关于非饱和土单位体积上所出入的能量增量关系采用了孔隙比与基质吸力的乘积
作为第二个应力状态变量，在应力空间内来研究非饱和土的应力应变关系。
• 非饱和土基本特性的学习／3、非饱和土的应力特性
• 非饱和土基本特性的学习／3、非饱和土的应力特性
3、非饱和土的应力特性
明确确定非饱和土的应力特性是研究应力应变关系及强度问题的基础。
非饱和土的应力特性研究必须首先正确揭示和反映收缩膜张力、孔隙水压力、孔隙气压力及基质吸力间的特点、实质联系
及其对土骨架变形强度变化的作用机理。
非饱和土基本特性的学习／3、非饱和土的应力特性
双应力型的应力状态变量
当前，双应力型的应力状态变量得到了广泛的传播与应用。它用净总应力和基质吸力作为两个独立的应力状态变量。它是一种纯粹力学量，与材料性质无关（如固体力学中的应力）。
对用它研究非饱和土变形强度的理论与方法也需要作出进一步的完善与分析
非饱和土基本特性的学习／3、非饱和土的应力特性
对应力特性的一些新探讨
收缩膜张力、孔隙水压力、孔隙气压力及基质吸力的特点、实质联系与力学效应问题涉及到对于非饱和土承担荷载的机理，

公路非饱和路基土力学特性分析

０引言
１非饱和土路基工程病害特征及成因分析
非饱和土由于气体的存在。其性质与饱和土有显著的差异。采用传统的饱和土理论，无法真实反
１．１非饱和土路基工程主要病害
非饱和土路基工程病害主要路基：物理力学特性：变形
中图分类号：Ｕ４１６．１文献标识码：Ａ文章编号：１００２ — ４７８６（２０１４）０２ — ００２７ — ０３
ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＵｎｓａｔｕｒａｔｅｄＳｏｉｌｏｆＨｉｇｈｗａｙＳｕｂｇｒａｄｅ
ａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｗａｔｅｒ，ｏｎｅｏｆｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓｈａｖｉｎｇｉｎｌｆｕｅｎｃｅＯｉｌｔｈｅｎａｔｕｒｅｏｆｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄｓｏｉｌ，ｏｎｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｔｉｒｅｓｏｆｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄｓｏｉｌ；ｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄｓｏｉｌｓｕｂｇｒａｄｅ，ｐｒｏｐｏｓｅｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｓｕｂｇｒａｄｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｃｏｎ —

非饱和重塑黄土的三轴试验研究

５结语
（）本文根据工程基本情况和结构形式的分析，１阐述了在成都地铁膨胀岩土地层中采用结构简单、易于施工、占地少的桩板式ｕ型槽结构的优势。（）本文可为成都地铁和其它地下工程类似结构２的设计提供借鉴和参考。
参考文献：
［］混凝土结构设计规范（Ｂ０１２０）１Ｇ５００— ０２．北京：中国建筑工业出版社．
相应试样。试验在三轴仪上进行，采用固结不排水法，剪切速率为０１ｍｍｎ．８ｍ／ｉ，围压为１０００、２０和３０ｋａ０Ｐ。针对试样在剪切过程中不同的破坏形式，采
用不同的破坏标准：对于应变软化的试样，取峰值强度；对于应变硬化的试样，取轴向应变为１５％时对应的强度为破坏值。
维普资讯
杨雪辉等：非饱和重塑黄的三轴试验研究
杨雪辉党进谦蒋仓兰
陕西杨凌７２０）１１０（西北农林科技大学水利与建筑工程学院
摘要通过不同初始干密度、含水率的非饱和重塑黄土的常规三轴试验，研究分析了初始条件对非饱和重塑黄土的强度及变形特性的影响。结果表明，试样的粘聚力与干密度呈指数关系，内摩擦角受干密度影响不大，初始干密度大的试样呈现出明显的剪胀现象；随着含水率的增大，粘聚力、内摩擦角均减小，体变剪缩性更明显。
关键词非饱和重塑黄土强度及变形特性
１前言
干密度
含水率
非饱和土的抗剪强度研究开展较早的是美国，以后有很多学者对这一课题进行了研究，具有代表性的有Ｂｓｏｉｐ和Ｆｅｌｄ的理论。由于非饱和土吸力的复ｈｒｄｕｎ杂性以及量测技术的限制，使得以上两种强度理论仍停留在试验室里，未被现场工程师采用。目前，已有很多人提出了新的计算非饱和土强度的公式：沈珠江…提出了广义吸力代替基质吸力的双线关系式；卢肇钧、徐永福、缪林昌等人提出了非饱和膨胀土的不同形式的强度公式，这些公式都反映了非饱和土强度变化的特性。但除缪林昌提出的理论外，其它都仍然涉及到了土体的吸力，它们提出的公式都是基于数学上的推导，并没有足够的试验数据来证明，因此仍不被应用于岩土工程实践中。因此，本文针对不同初始条件（密度、含水干率）下的非饱和重塑黄土的力学性质进行了常规三轴

非饱和土一维压缩试验及变形规律探讨

非饱和土一维压缩试验及变形规律探讨土工学是一门以土壤和岩石为研究对象的学科，其中涉及到了许多试验方法。

本文将探讨非饱和土的一维压缩试验及其变形规律。

一、实验原理一维压缩试验是一种简单而实用的试验方法，可用于评价非饱和土的力学性质。

该试验是通过施加竖向载荷来压缩土样，同时记录土体压缩变形的过程，得出土体的体积变化、应变和应力等与压缩过程相关的指标。

在试验中，非饱和土样进行一维压缩变形时，土体内部固相和孔隙水之间的相互作用会导致土体的力学性质出现变化。

这种变化是非常显著的，对于非饱和土的力学性质研究具有重要的意义。

二、实验步骤1.制备土样。

首先要选取相应的土壤样品，然后在实验室内进行制作，制作过程还需加入适量的水分。

2.测定原始状态参数。

对土样进行宏观力学参数测定，如土样所具有的体重和含水状态等。

3.施加一维压缩荷载。

制备好土样后，在试验设备中施加一维压缩荷载，并对土体的变形情况进行记录，得到一组压力-应变曲线。

4.测量湿度和干密度。

在不同压缩应变状态下测量土样的干密度和质量。

5.记录土湿度变化。

记录土样在一维压缩过程中的含水率和吸盘压力，以探索非饱和土的力学性质和变形规律。

三、实验结果经过实验得出的数据，可以得出非饱和土的压缩变形曲线图。

由压缩变形曲线可以看出，非饱和土的压缩变形呈现非线性，存在明显的弹性阶段和塑性阶段。

具体地说，在低次微喷压力下，非饱和土存在明显的压缩变形，但变形量较小。

随着微喷压力的增加，土样内部的含水率逐渐降低，压缩变形逐渐明显。

截至最高施力位置，土样中的含水率已经很低，土体由原来的未饱和状态向饱和状态的方向转变。

四、结论非饱和土的一维压缩试验可有效评价其力学性质和变形规律。

该试验的实验结果显示，非饱和土的压缩变形存在显著的非线性。

土样的变形量随着施力位置的不同而变化。

在实验中，可以通过对土样的含水率变化进行观察和记录，更全面地掌握非饱和土的力学特性。

非饱和土力学

非饱和土力学
非饱和土力学是研究非饱和土的力学性质和行为的学科。

非饱和土是指土壤中含有水分但不是完全饱和状态的土壤。

在非饱和状态下，土壤的力学性质和行为与饱和状态下有很大的不同。

非饱和土力学主要研究以下几个方面：1.非饱和土的吸力特性：非饱和土中的水分存在于土颗粒之间的微小孔隙中，这些孔隙中的水分会受到吸力的作用。

吸力是非饱和土力学中的一个重要参数，它对土壤的力学性质和行为有很大的影响。

2.非饱和土的渗透特性：非饱和土的渗透特性与饱和状态下有很大的不同。

在非饱和状态下，土壤中的水分会受到吸力的作用，因此渗透速度会比饱和状态下慢很多。

3.非饱和土的力学性质：非饱和土的力学性质与饱和状态下也有很大的不同。

在非饱和状态下，土壤中的水分会受到吸力的作用，因此土壤的强度和变形特性会受到吸力的影响。

4.非饱和土的稳定性：非饱和土的稳定性也是非饱和土力学研究的一个重要方面。

在非饱和状态下，土壤中的水分会受到吸力的作用，因此土壤的稳定性会受到吸力的影响。

总之，非饱和土力学是一个非常重要的学科，它对于土壤工程和地下水工程的设计和施工都有着重要的意义。

非饱和土力学

根据Ja的定义可知，通过单位面积土的空气质
Va J a a a v a t Va为通过的空气体积；va为通过的空气体积流速。上两式相等得
量流量可用下式表示
v a k a i ay
k a D* g a
ka称为空气在土中的渗透系数
9.2.2 水流动 -广义达西定律
饱和土的达西定律
参数的测定
f c ( u a ) tg stg
' 可由饱和土的常规CU试验测定。为了 c’和
测定 '' ，应取若干相同初始孔隙比的试样进行常含水量剪切试验。试验中施加不同周围压 σ3，并调整ua值,以保持所有试样的(σ3- ua)值为某一选定的常数。在施加附加轴向压力时，仍应随时调整ua值，始终保持(σ3- ua)值不变，同时测读孔隙水压力uw，直至试样剪破。于是可得一套具有相同(σ3- ua)值、不同s=ua-uw值的极限应力圆，如下图。
毛细粘聚力
粒子间的结合力，是影响土的抗剪强度
的重要因素之一，特别是粘性土。然而，随着饱和土中弯液面的消失，该力也随之消失，所以由水的表面张力产生的粘聚力有时也称为毛细粘聚力。大家都可能有这样的经验，在砂滩上堆起的砂堆中挖隧道，当砂处于饱和和完全干燥的状态时都是不可能的，只有在适当湿的砂堆中才能容易完成。这是因为水的表面张力即吸力产生的毛细粘聚力在起作用。
u u a (u a uw )
Bishop (1959)的有效应力与强度
为了考虑ua 和uw 对非饱和土变形和强度特性的影响，Bishop引进等效孔隙压力概念，试图把适用于饱和土的有效应力原理直接引伸到非饱和土，即

u u a (u a u w ) u a s

《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、引言在地质工程中，土质边坡的稳定性分析是关键环节之一。

尤其是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显著影响。

本文旨在探讨非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡的稳定性分析，通过理论分析和实际案例相结合的方式，深入探讨这一问题的内在机制。

二、土质边坡稳定性理论概述土质边坡稳定性是指边坡在自然或人为因素作用下，抵抗变形和坍塌的能力。

边坡稳定性受多种因素影响，包括土的物理性质、地质条件、气候环境等。

在非饱和状态下，土的强度和稳定性主要受土的干密度、含水率、颗粒大小等因素影响；而在饱和状态下，土的含水率、孔隙水压力等将起到决定性作用。

三、非饱和状态下的土质边坡稳定性分析在非饱和状态下，土的强度较高，边坡稳定性相对较好。

这是因为土的干密度大，颗粒间的摩擦力和咬合力较强。

此外，非饱和土的吸力作用也能有效抵抗外部荷载。

然而，非饱和状态下的土质边坡也存在一定风险，如干湿循环、风化等因素可能导致土的物理性质发生变化，从而影响边坡的稳定性。

四、饱和状态下的土质边坡稳定性分析当土质边坡进入饱和状态时，土的强度和稳定性将发生显著变化。

随着含水率的增加，土的干密度降低，颗粒间的摩擦力和咬合力减弱。

同时，孔隙水压力的增加也会降低土的抗剪强度。

在饱和状态下，边坡的稳定性主要依赖于土的抗剪强度和孔隙水压力的平衡。

一旦这种平衡被打破，边坡将面临失稳的风险。

五、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对土质边坡的稳定性具有显著影响。

在非饱和状态下，边坡的稳定性主要受物理性质控制；而在饱和状态下，边坡的稳定性将更多地受到水的作用。

在雨水、地下水等的影响下，土的含水率增加，可能导致边坡失稳。

此外，非饱和到饱和状态的变化也可能引发渗透性变化、有效应力损失等问题，进一步影响边坡的稳定性。

六、实际案例分析以某地区山体滑坡为例，分析非饱和—饱和状态变化对土质边坡稳定性的影响。

非饱和土力学复习题

非饱和土力学复习题非饱和土力学复习题非饱和土力学是土木工程中的一个重要分支，研究非饱和土的力学性质和行为。

它在地基工程、水资源工程和环境工程等领域中有着广泛的应用。

本文将通过一些复习题来回顾和巩固非饱和土力学的相关知识。

1. 什么是非饱和土？非饱和土是指土壤中含有一定水分但未达到饱和状态的土体。

它的水分含量介于饱和土和干燥土之间。

非饱和土中的水分既有毛细吸力作用，也有孔隙水压力作用，因此其力学性质与饱和土和干燥土有很大的差异。

2. 非饱和土的力学性质有哪些？非饱和土的力学性质主要包括强度特性、变形特性和渗透特性。

其中，强度特性包括抗剪强度和抗压强度；变形特性包括压缩性、膨胀性和剪切变形性；渗透特性包括渗透系数和渗透压力。

3. 非饱和土的强度特性如何描述？非饱和土的强度特性可以通过室内试验和现场试验来确定。

室内试验主要包括直剪试验和三轴压缩试验。

直剪试验可以得到非饱和土的剪切强度参数，如摩擦角和内摩擦角。

三轴压缩试验可以得到非饱和土的抗压强度参数，如有效内聚力和摩擦角。

4. 非饱和土的变形特性如何描述？非饱和土的变形特性可以通过室内试验和现场试验来确定。

室内试验主要包括压缩试验和膨胀试验。

压缩试验可以得到非饱和土的压缩指数和压缩模量。

膨胀试验可以得到非饱和土的膨胀指数和膨胀模量。

此外，还可以通过剪切试验来确定非饱和土的剪切变形性。

5. 非饱和土的渗透特性如何描述？非饱和土的渗透特性可以通过室内试验和现场试验来确定。

室内试验主要包括恒定流量试验和恒定水头试验。

恒定流量试验可以得到非饱和土的渗透系数。

恒定水头试验可以得到非饱和土的渗透压力。

6. 非饱和土的力学性质与饱和土和干燥土有何不同？非饱和土的力学性质与饱和土和干燥土有很大的差异。

首先，非饱和土的强度特性受到毛细吸力和孔隙水压力的共同作用。

其次，非饱和土的变形特性受到水分含量的影响较大。

最后，非饱和土的渗透特性受到毛细吸力和孔隙水压力的影响。

7. 如何评价非饱和土的稳定性？评价非饱和土的稳定性主要考虑其抗剪强度和抗压强度。

非饱和路基粘土强度与变形特性的三轴试验研究

一
ＴｒａｉｌＴｅｔＳｕｙ０ｔｅｇｈａｄＤｅｏｍａｉｎＣｈｒｃｅｉｔｅｉｘａｓｔｄｎＳｒｎｔｎｆｒｔｏａａｔｒｓｉｓ
ｏｓｔｒｔｄＣｌｙＳｂｒｄｆＵｎａｕａｅａｕｇａｅ
２Ｈｂｉｋｂ『吖ＳｃｒｙｏＧｏｃｎｃｎｒｔａＥｇｅｎ．ｕｅＫＩ咖ｅｉｅｔｈｉａｄＳｕｕｌｎｉｒｇ，Ｗｈｎ，ｕｅ４０７．Ｃｉ；ＤｕｔｆｅｌａｔｃｒｎｉｅｕａＨｂｉ３０２ｈｎａ
象；同吸力下，相围压越大，应力峰值越高；偏不同吸力下，随着吸力的增加，表观粘聚力逐渐增大，是但这种增大关系是非线性的，而有效内摩擦角有所减小，变化不大；但非饱和路基粘土试样在剪切过程中
般表现为剪缩。关键词：路基；饱和土；强度；变；固结排水三轴试验非体中图分类号：Ｕ１．４６１文献标识码：Ａ文章编号：ｌ７—１４（０００－０２－０６２１４２１）４－０４－５－
．．
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非饱和土力学及其工程应用

非饱和土力学及其工程应用一、引言非饱和土力学是土力学中的一个重要分支，主要研究非饱和土的力学性质及其在工程中的应用。

非饱和土指的是既不完全饱和也不完全干燥的土壤，它们具有特殊的物理性质和力学行为，与饱和土和干燥土有很大区别。

本文将介绍非饱和土力学及其工程应用。

二、非饱和土力学基础1. 非饱和土特性非饱和土具有以下特性：（1）吸湿膨胀：当非饱和土受到水分影响时，它会吸收水分并膨胀。

（2）干缩：当非饱和土失去水分时，它会发生干缩。

（3）气体透过性：由于空气可以在非饱和土中自由流动，因此气体透过性是一个重要特性。

（4）弹塑性：与干燥或完全饱和的土相比，非饱和土具有更高的弹塑性。

2. 非饱和状态下的孔隙水压力在非饱和状态下，孔隙水压力是非常重要的。

孔隙水压力是指土壤中水分的压力，它可以通过测量土壤中的水分含量来确定。

在非饱和状态下，孔隙水压力会影响土壤的力学性质和行为。

3. 非饱和土的强度特性非饱和土的强度特性与饱和土和干燥土有很大区别。

一般来说，非饱和土的抗剪强度随着孔隙水压力的增加而降低。

此外，当非饱和土失去水分时，它会变得更脆弱并且易于破裂。

三、非饱和土在工程中的应用1. 水文地质工程在水文地质工程中，非饱和土通常被用作堤坝、防渗墙、挡墙等结构物的基础材料或填充材料。

此外，在建造这些结构物时需要考虑到孔隙水压力对结构物稳定性的影响。

2. 建筑工程在建筑工程中，非饱和土通常被用作地基或填充材料。

由于其吸湿膨胀和干缩特性，建筑工程中需要考虑到非饱和土的变形行为。

3. 矿山工程在矿山工程中，非饱和土通常被用作堆放矿渣或尾矿的填充材料。

由于非饱和土的弹塑性特性，需要考虑到填充材料的变形行为以及孔隙水压力对结构物稳定性的影响。

4. 地质灾害防治工程在地质灾害防治工程中，非饱和土通常被用作防滑堤、护坡等结构物的基础材料或填充材料。

需要考虑到孔隙水压力对结构物稳定性的影响以及非饱和土吸湿膨胀和干缩特性对结构物变形行为的影响。

非饱和土力学 pdf

非饱和土力学是土力学的一个分支，主要研究非饱和土的力学性质和行为。

非饱和土是指土壤中的孔隙部分被空气和水占据，而不是完全被水填满的情况。

非饱和土力学涉及以下方面的研究：
1.水分特征曲线：描述土壤中水分含量与吸力之间的关系，对于理解土壤的水分状态和流动特性非常重要。

2.吸力：非饱和土中的吸力是指土壤对水的吸引力，它是由土壤颗粒表面的吸附力和毛细作用产生的。

3.强度和变形特性：研究非饱和土的强度、变形和固结行为，以及吸力对这些特性的影响。

4.渗流和固结：探讨非饱和土中的水分流动和固结过程，包括渗流速度、固结系数等参数的确定。

5.边坡稳定性：研究非饱和土边坡的稳定性问题，考虑吸力和水分对边坡稳定性的影响。

6.地下水位变化：分析地下水位升降对非饱和土的力学响应和变形的影
响。

7.数值模拟和实验技术：开发用于研究非饱和土力学问题的数值模型和实验方法。

非饱和土力学在土木工程、地质工程、环境工程等领域具有重要应用，例如地基基础设计、边坡稳定性分析、地下水资源管理和环境修复等。

深入研究非饱和土力学对于确保工程的安全性和可持续性至关重要。

毛细作用于吸力(非饱和土力学)

第一节毛细管作用和吸力
饱和土力学讨论了地下水位以下水的流动，土的变形和强度。非饱和土力学研究从地表面到地下水面之间土的性质。这部分土的孔隙中，通常同时存在着水和空气，呈非饱和状态。可以认为，这部分土中的水来源于地表面雨水等的渗透和由于毛细管的作用地下水对它的补给
照片是用圆铝棒堆积层模拟土的二维模型，在圆铝棒堆积层中加水，粒子间的孔隙中有水吸附。从相片中可以观察到，粒子接点处积聚着水，形成了弯液面
hc C /(ed10 )
C是由土颗粒的粒径和表面粗糙程度等因素决定的系数， C在0.1～0.5cm2的范围内变化。根据上式可以推算出土中毛细管上升高度hc的大致值。如果假设粘土地基的 d10≈1μm=10-4cm、e≈1，C=0.05cm2时，可得hc=5m
大气压力pa与弯液面下面的水压力uw及表面张力T 的关系。根据力的平衡
陶土板的含水率影响其热扩散速率，陶土板干燥时，热扩散慢，
陶土板潮湿时，散热快。利用这一特性，用测热扩散速率的方法推算陶土板含水率。给陶土板中心部位加一定的热量，如果含水率高，热量较快扩散开来，几秒钟（如 30s）后，温度传感器测得的温度就较低；反之，如果含水率低，热量扩散较慢，几秒钟（如 30s）后，温度传感器测得的温度就较高。如此可建立含水率与温度的关系。根据测得的温度，知含水率，进而可得吸力。可用于室内试验，也可用于现场量测。现场量测时，可在钻孔中插入这样的吸力探头，也可埋在土中的不同深度处，作长期自动量测，有较广泛的用途。
F (ua uw ) a T (2a )
2
F可表示成ua-uw和表面张力T的函数，所以粒子间的结合力F与水的表面张力、粒径和附着于粒子接触点附近的水量等因素有关

非饱和粉土的动弹性模量和阻尼比

水利学报SHUILI XUEBAO2012年9月第43卷第9期文章编号：0559-9350（2012）09-1108-06非饱和粉土的动弹性模量和阻尼比研究孙德安，吴波（上海大学土木工程系，上海200072）摘要：使用吸力可控或可测的非饱和土振动三轴试验仪，对非饱和及饱和粉土进行动力变形试验，在不同净围压应力、不同初始含水率的条件下，得到了非饱和及饱和粉土试样的动应力应变骨架曲线、动弹性模量和阻尼比，并量测试样吸力。

试验结果表明：（1）非饱和粉土的骨架曲线比饱和粉土的高；（2）在相同净围压条件下，不同含水率的非饱和粉土动弹性模量大小相近，而饱和土试样的动弹性模量略小；（3）在相同净围压条件下，不同含水率的非饱和粉土阻尼比也相近，而饱和土粉土的阻尼比略大。

关键词：非饱和土；粉土；动模量；阻尼比；吸力中图分类号：TU443文献标识码：A1研究背景土石坝、高速公路和城际高铁等建设工程的地基和土工结构本身要承受地震、车辆等动力荷载的作用，而且由于地理环境和经济成本等原因，有些土工结构直接建设在非饱和土地基上，有些土工结构的全部或部分处于非饱和状态。

例如，河川堤坝和水库土石坝的浸渗线以上部分土体都处于非饱和状态。

因此，对在循环荷载和动力荷载作用下非饱和土的动力特性研究具有十分重要的现实意义［1］。

目前，对于饱和土的动力特性的研究已经取得了很多成果［2］。

关于粉土动力特性的研究，国内以黄土居多，例如，陈存礼等［3］通过动三轴试验探讨了固结比和固结围压对饱和击实黄土的动模量和阻尼比的影响，并研究了在不同固结条件下饱和击实黄土的动强度、动孔压及抗液化特性。

王建华等［4］基于循环三轴和循环扭剪试验，研究了饱和软黏土的不固结不排水循环强度的变化，分析两者之间的关系。

对于非饱和土动力性质，早期学者通过控制试样的初始饱和度来描述试样的非饱和状态。

Wu等［5］、Qian等［6］分别通过共振柱试验研究了小应变情况下非饱和砂的动剪切模量随试样饱和度的变化。

《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，土质边坡的稳定性是一个关键性问题，特别是在非饱和和饱和状态变化条件下，边坡的稳定性显得尤为重要。

非饱和状态下的土体通常由固态和气态两部分组成，而当土体达到饱和状态时，其物理力学性质将发生显著变化。

本文旨在分析非饱和至饱和状态变化条件下土质边坡的稳定性，以揭示其内在规律，为实际工程提供理论依据。

二、非饱和土质边坡稳定性分析1. 非饱和土的特性非饱和土的强度和稳定性主要取决于其固相和气相的分布和相互作用。

在非饱和状态下，土体的强度主要由固相颗粒间的摩擦力和吸附力决定。

此外，土体的吸力和基质吸力也对边坡稳定性产生重要影响。

2. 非饱和土质边坡的稳定性分析方法在非饱和状态下，边坡的稳定性分析主要采用极限平衡法、有限元法和离散元法等方法。

这些方法可以有效地分析边坡在不同条件下的稳定性，并预测其可能发生的变形和破坏模式。

三、饱和土质边坡稳定性分析1. 饱和土的特性当土体达到饱和状态时，其物理力学性质将发生显著变化。

饱和土的强度主要由固相颗粒间的摩擦力和孔隙水压力决定。

此外，由于土体中的孔隙被水充满，基质吸力消失，边坡的稳定性将受到孔隙水压力的影响。

2. 饱和土质边坡的稳定性分析方法在饱和状态下，边坡的稳定性分析主要采用有效应力法、有限元法和渗流-应力耦合分析等方法。

这些方法可以有效地考虑孔隙水压力对边坡稳定性的影响，从而更准确地预测边坡的稳定性和变形行为。

四、非饱和至饱和状态变化对土质边坡稳定性的影响随着降雨、地下水位变化等因素的影响，土体会经历从非饱和状态到饱和状态的变化。

这种状态变化将导致土体的物理力学性质发生显著变化，从而影响边坡的稳定性。

在非饱和状态下，基质吸力对边坡的稳定性具有积极的作用；而在饱和状态下，孔隙水压力可能削弱边坡的稳定性。

因此，在分析土质边坡的稳定性时，需要考虑这种状态变化对边坡稳定性的影响。

五、结论与建议通过对非饱和和饱和状态条件下土质边坡的稳定性分析，我们可以得出以下结论：1. 在非饱和状态下，基质吸力对边坡的稳定性具有积极的作用；而在饱和状态下，孔隙水压力可能削弱边坡的稳定性。

浅析非饱和黄土的力学特性

浅析非饱和黄土的力学特性【摘要】本文针对黄土作为典型的非饱和土，着重讨论了吸力和抗剪强度的研究现状以及存在的问题，对新世纪我国黄土力学特性的研究提出了发展方向。

【关键词】黄土；非饱和土；吸力；抗剪强度Analysis on the mechanical properties of unsaturated loessLiu Ling(1.Jilin university Changchun Jilin 130000；2.Construction engineering college in Jilin building decorate college Changchun Jilin 130000)【Abstract】Then as a typical loess unsaturated soils, focused on the research suction, module and the current situation and problems in this article.In the new century, the way was proposed tha t China’s Loess study on the mechanical characteristics of the development.【Key words】Loess；Unsaturated soils；Suction；Shear strength1. 前言半个世纪以来，黄土对水的特殊敏感性及其在黄土变形、强度和本够关系等力学特性上所表现出来的影响规律一直是黄土力学特性研究的中心。

非饱和黄土结构性上的不同及其变化是其湿陷的主要原因，与黄土工程灾害及相关的环境灾害密切相关，从工程意义来说，黄土的特殊工程性质最主要的是它的力学性质，作为非饱和土，黄土具有明显不同于饱和软粘土的力学性质。

因此，当含水率发生变化时，黄土相应的力学性能所发生的变化将成为黄土力学发展的关键。

岩土工程中的岩土体非饱和土力学研究

岩土工程中的岩土体非饱和土力学研究在岩土工程领域中，研究非饱和土力学是一项重要的课题。

非饱和土力学研究着重于探究土壤中水分与力学性质之间的关系，以及非饱和土体的变形行为和力学性能。

本文将从非饱和土力学的基本概念入手，探讨非饱和土力学的研究方法和应用，最后展望其在岩土工程中的未来发展。

一、非饱和土力学的基本概念非饱和土体是指土壤中既有孔隙水，又有气体存在的土体状态。

与饱和土相比，非饱和土的孔隙水压力和气体压力处于不平衡状态。

由于非饱和土在实际工程中广泛存在，因此研究其力学性质具有重要的理论和实际意义。

非饱和土的力学性质主要受到土壤含水量的影响。

含水量越低，土壤的强度和刚度就越高。

因此，非饱和土的力学特性与饱和土存在差异，需要通过实验研究来获得准确的参数。

二、非饱和土力学的研究方法为了研究非饱和土力学，需要采用合适的实验方法和数值模拟手段。

1. 实验方法通过实验可以得到非饱和土体的水分特征曲线、渗透特性、强度特性等信息。

实验方法包括室内试验和室外试验。

室内试验主要包括自由膨胀试验、恒应力试验和三轴试验等；室外试验主要包括土体场地测试和模型试验等。

通过实验数据的收集和分析，可以得到非饱和土体的力学参数。

2. 数值模拟数值模拟是研究非饱和土力学的重要手段之一。

利用有限元、边界元和离散元等数值方法对非饱和土体进行模拟，可以得到土体应力、变形和孔隙水压力等的分布规律。

数值模拟可以辅助实验研究，提供更详细的信息，加深对非饱和土力学的理解。

三、非饱和土力学的应用非饱和土力学的研究成果可以应用于多个领域，包括土壤力学、岩石力学、地下水流和土木工程等。

1. 土壤力学非饱和土力学对土壤的变形、渗透和强度特性的研究具有重要的理论和应用意义。

在土壤工程中，非饱和土力学的成果可用于评估土壤的结构稳定性，指导土壤改良和加固等工程实践。

2. 岩石力学非饱和岩石的力学性质广泛存在于岩土工程中。

研究非饱和岩石的强度、渗透性和变形特性，可以为岩土体的工程设计和施工提供准确的参数，提高工程的可行性和可靠性。

不同水力路径下非饱和粉质土的破坏与变形特性

果表明是随吸力变化的非线性函数。由于咖难
于通过试验测量，限制了此类模型的应用。为此，Ｖａｎａｐａｌｌｉ＆Ｆｒｅｄｌｕｎｄ（１９９６）引入土水
特征关系提出了一个新的非饱和土强度模型。该模
力，因此可以实现非饱和土到饱和土的平滑过渡。
非饱和土灾害问题频发，造成大量损失。为解决此
关键问题，需要从机理上分析非饱和土边坡破坏问
题的孕育演化机理，确定由复杂降雨过程导致的土
体含水量及其抗剪强度的变化，提出可靠的非饱和土边坡稳定性分析方法。
非饱和土抗剪强度是分析降雨诱发滑坡问题的
一
个关键参数。目前存在两种主要的非饱和土强度
理论，即基于双应力变量和基于有效应力变量。基于双应力变量的抗剪强度理论将非饱和土强度表示为双线性形式。在许多情况下，双线性形式的强度公式与试验数据不一致。Ｇａｎ等的研究结
型与基于有效应力的非饱和土抗剪强度模型是等价
的，而此ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ时的Ｂｉｓｈｏｐ有效应力系数等于有效饱和
部分构成：粘聚力，土体正应力产生的摩擦强度，基
收稿日期（Ｒｅｃｅｉｖｅｄｄａｔｅ）：２０１２—０１— ０８；改回日期（Ａｃｃｅｐｔｅｄ）：２０１２— ０８— ２５。

非饱和上海软土的土-水和变形特性

ｄｉ０３６／．ｓｎ１０ —８１２１．１００ｏ：１．９９ｊｉ．０７２６．０２０．２ｓ
非饱和上海软土的土一和变形特性水
陈振新，孙德安
（上海大学土木工程系，海２０７）上００２
摘要：使用压力板法和滤纸法测量非饱和上海软土的吸力，到第 ② ，，层上海原状土和第 ② ，得 ③ ④ ③层上海重塑土的土一水特征曲线，以及土体脱水干燥过程中吸力和孔隙比之间的关系．水特性试验结果表明：土一第② ，， ③ ④层上海原状土和第② ， ③层上海重塑土的进气值分别为１０—１０，２２０６０～０，６５８２０— ５，５８０２０～３０５０— ０Ｐ．１，５６０ｋａ干燥收缩试验结果表明：上海黏土的收缩过程可分为３个阶段，即弹性阶段、弹塑性阶段和缩限阶段．当基质吸力较小时，
（ａｅ ② ，ａｄ④）ａｄｒｏｓｔｅｈｎｈｉｏｌｓ１ｅｓａｄ）ａ５１０２０～１ｒｙｓ ③ ｎｎｃｎｔｔＳａｇａｓｆｃｙ（ｙｒ ② ｎ ③ ｒ１０— ８，２ｅｉｄｕｔａａｅ
２０，６５５０～８０，２０～３１０６０，ａｄ５ｎ５０～６０Ｐａ，ｒｓｃｉｅｙＴｒｃｓｆｓｉｈｉｋｇｃｎｂ０ｋｅｐｅｔｌ．ｈｅｐｏｅｓｏｏｌｒｎａｅａｅｖｓｄｖｄｄｉｔｈｅｔｇｓ：ｅａｔｃｓａｅ，ｅａｔｐａｔｃｓａｅａｄｓａｅｏｈｒｎａｅｌｍｉ．Ｗｈｅｈｍｐｓｄｉｉｅｎｏｔｒｅｓａｅｌｓｉｔｇｌｓｏｌｓｉｔｇｎｔｇｆｓｉｋｇｉｔｎｔｅｉｏｅｍａｒｃｓｃｉｎｉｍａｌｈｅｓｉｉｔｔｅｅａｔｃｓａｅ．Ｗｈｅｈａｇｕｔｏｓａｐｉｄ，ｔｅｓｉｋｇｔｉｕｔｓｓｌ，ｔｏｌｓａｈｌｓｉｔｇｏｎｔｅｌｒｅｓｃｉｎｉｐｌｅｈｈｒｎａｅｄｆｒａｉｎｂｃｍｅｏｉｅｂｅ，ａｄｔｏｌｉｔｔｅｅａｔｐａｔｔｇｅｏｍｔｏｅｏｓｎｔａｌｃｎｈｅｓｉｓａｈｌｓｏｌｓｉｓａｅ．Ａｔｔｅｓａｅｏｈｎａｅｌｍｉ，ｃｈｔｇｆｓｒｋｇｉｔｉａｍｏｔｎｅｏａｉｎＯｃｒｒｎｈｎｃｅｓｆｍａｒｃｓｃｉｎ．ｌｓｏｄｆｒｔｃｕｓｄｕｇｔｅｉｒａｅｏｔｉｕｔｏｍｏｉＫｅｗｏｒ：ｕｎａｕａｅｓｉ；ｍａｒｃｕｔｏｙｄｓｓｔｒｔｄｏ１ｔｉｓｃｉｎ；ｒｃｎｓｉｕｅｓｉ；ｓｉ－ｔｒｈｒｃｅｉｔｃＣＩｅｏｔｔｔｄｏｌｏｌｗａｅｃａａｔｒｓｉＨＶｅ；ｓｒｎｇｅｏｍａｉｎｈｋａｅｄｆｒｔｏｉ

侧限应力状态下非饱和膨润土的变形特性

ａｅａａｙｅｒｎｌｚｄ．Ｒｅａｉｎｈｉｔｅｈａｉｆｔｔｌｌｔｒｌｓｒｓｇｉｓｏａｅｔｃｔｅｓ，ｔｅｄｇｅｌｔｏｓｐｓｂｅｗｅｎｔｅｒｔｏｏｏａａｅａｔｅｓａａｎｔｔｔｖｒｉａｓｒｓｌｌｈｅｒｅｏａｕａｉｎ．ａｄｔｔｌｖｒｉａｔｅｓａｅｏｔｉｅｆｓｔｒｔｏｎｏａｅｔｌｓｒｓｒｂａｎｄ．ｃ
Ｋｅｒｓ：ｕｓｔｒｔｄｓｉｓ；ｃｍｐｅｓｏｅｔａｅａｔｅｓ；ｂｎｏｔｙｗｏｄｎａｕａｅｏｌｏｒｓｉｎｔｓ；ｌｔｒｌｓｒｓｅｔｎｉｅ
经过多年的研究，于高水平放射性核废料（对高放废物）的最终处置，普遍接受的可行性方案是深层地质处置，将高放废物深埋在距地表约５０～即０
收稿日期：０８０－４２０－８０
摘要：用测量侧向应力的压缩仪对不同初始密度和含水量的非饱和膨润土进行压缩试验，究膨润土在侧限条采研
件下由竖向荷载作用引起的变形及侧向应力的变化规律．根据试验结果，得到在含水量不变条件下非饱和膨润土的压缩变形特性，同时分析压缩过程中试样的孔隙比、和度及侧向应力的变化规律，饱归纳出非饱和膨润土中侧向应
第ｌ６卷第１期
２１０ பைடு நூலகம்年２月
上海大学学报（然科学版）自