廈門地區(qū)非飽和殘積土土水特征及強(qiáng)度性狀研究.pdf

1、殘積土層約占廈門島土地面積的三分之二，是工程建設(shè)巖土層的重要組成部分。在自然或人為地改變環(huán)境條件下，殘積土常經(jīng)受脫濕、增濕及干濕交替作用。此時，殘積土?xí)尸F(xiàn)出與其在飽和狀態(tài)迥異的體積、強(qiáng)度、滲透和固結(jié)等性狀。非飽和土的強(qiáng)度在土坡穩(wěn)定、地基承載力及側(cè)向土壓力等分析計算中起著重要作用。而土水特征曲線（簡稱SWCC）是基質(zhì)吸力與含水量或飽和度的關(guān)系曲線，它可幫助我們了解含水量對非飽和土強(qiáng)度的影響。因此，研究非飽和殘積土的土水特征曲線及抗剪強(qiáng)度

2、具有重要的工程意義和應(yīng)用前景。本文針對廈門地區(qū)常見的殘積砂質(zhì)粘性土和殘積粘土，進(jìn)行了不同干密度、含水量、豎向應(yīng)力和干濕循環(huán)作用下SWCC測定、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和直接剪切的試驗研究，建立了SWCC模型、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度及剪切強(qiáng)度模型。主要研究內(nèi)容如下:
　　1.采用濾紙法測定基質(zhì)吸力，分析了干密度、含水量、豎向應(yīng)力及干濕循環(huán)作用等因素對殘積砂質(zhì)粘性土和殘積粘土的脫濕曲線、吸濕曲線及滯回環(huán)的影響。試驗結(jié)果表明，砂質(zhì)粘性土的SWCC與粘土的

3、SWCC相比，前者的脫濕速率較大，進(jìn)氣值較低，持水能力較弱。砂質(zhì)粘性土的SWCC對于密度和豎向應(yīng)力的變化較敏感，而粘土SWCC對含水量的變化較敏感;3次干濕循環(huán)中，第1次干濕循環(huán)對兩類殘積土SWCC的影響較大。
　　2.選擇了6個SWCC模型，剔除殘余飽和度參數(shù)，建立修正SWCC模型。設(shè)置了考慮參數(shù)個數(shù)的模型權(quán)值，根據(jù)已測殘積土的SWCC試驗數(shù)據(jù)，綜合考慮擬合精度及模型參數(shù)個數(shù)，評估各修正SWCC模型的優(yōu)劣。計算結(jié)果表明修正Gar

4、dner模型是最適合于廈門地區(qū)的殘積砂質(zhì)粘性土和粘土的SWCC模型。推導(dǎo)了修正的SWCC模型特征值計算公式，它們可取代作圖法，從而較準(zhǔn)確地計算出空氣進(jìn)氣值、曲線拐點的斜率、殘余基質(zhì)吸力及殘余飽和度等參數(shù)。
　　3.設(shè)計了殘積砂質(zhì)粘性土和粘土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗，得到了考慮初始干密度和含水量下砂質(zhì)粘性土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度經(jīng)驗?zāi)Ｐ秃筒煌跏己肯抡惩恋臒o側(cè)限抗壓強(qiáng)度經(jīng)驗?zāi)Ｐ?。另外，測定了不同干濕幅度、路徑及次數(shù)下兩類殘積土的無側(cè)限抗壓

5、強(qiáng)度，得到了干濕幅度、次數(shù)和路徑對兩類殘積土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律。
　　4.采用普通的直剪儀進(jìn)行非飽和殘積土的剪切強(qiáng)度試驗，并用濾紙法測定各不同含水量狀態(tài)下的基質(zhì)吸力，研究剪切強(qiáng)度及強(qiáng)度指標(biāo)隨初始含水量的變化規(guī)律，建立不同初始含水量下殘積砂質(zhì)粘性土和粘土的剪切強(qiáng)度模型，能夠較好地預(yù)測殘積土的抗剪強(qiáng)度及強(qiáng)度指標(biāo)。同時，開展了干濕循環(huán)作用對殘積土的試驗研究，得到了不同干濕循環(huán)幅度、路徑及次數(shù)下兩類殘積土的剪切強(qiáng)度和強(qiáng)度指標(biāo)的變化