黃土非飽和濕陷變形特性研究.pdf

1、黃土的濕陷變形通常是通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)得濕陷系數(shù)計(jì)算或原位浸水試驗(yàn)直接觀測(cè)獲得。現(xiàn)場(chǎng)浸水試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確，但成本高，時(shí)間長(zhǎng)。絕大部分工程是根據(jù)規(guī)范，使用室內(nèi)試驗(yàn)濕陷系數(shù)來(lái)計(jì)算。然而計(jì)算值和實(shí)測(cè)值之間往往存在很大差異，這一方面是由于濕陷系數(shù)是在飽和狀態(tài)下測(cè)得，而實(shí)際上土體含水量增加到某一值時(shí)即可發(fā)生濕陷；另一方面原位浸水試驗(yàn)結(jié)果表明濕陷變形總量會(huì)隨時(shí)間變化，停滲期也有沉降變形，表明濕陷變形同水分在土體中的入滲有關(guān)，忽略時(shí)間因素也會(huì)造成差異。黃土是

2、一種典型的非飽和土，本文根據(jù)非飽和滲透和非飽和變形理論，提出了一種非飽和濕陷變形隨時(shí)間變化的計(jì)算模型。用此模型計(jì)算了黑方臺(tái)地區(qū)自1967年灌溉以來(lái)的年沉降量和累積沉降量，并同相關(guān)文獻(xiàn)資料的得到的沉降量進(jìn)行了對(duì)比。此外還利用顯微鏡對(duì)原狀和不同含水率壓縮后的土樣進(jìn)行了細(xì)觀結(jié)構(gòu)分析，探討了細(xì)觀結(jié)構(gòu)同宏觀物理力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系。
　　在黑方臺(tái)非灌區(qū)挖井取樣測(cè)定了土體的基本物理參數(shù)沿深度的分布情況，據(jù)此對(duì)該黃土分層，每層取樣進(jìn)行了不同含水率土樣

3、的側(cè)限壓縮試驗(yàn)和土水特征曲線的測(cè)定，獲得計(jì)算模型所需參數(shù)。建立了非飽和滲透模型，得到每年不同灌溉階段土層孔隙水壓力沿深度的分布情況，獲得差值，進(jìn)行沉降變形的計(jì)算。結(jié)果表明自1967年灌溉以來(lái)，累積沉降變形達(dá)1.91m，同取樣點(diǎn)位置處臺(tái)面的下降量2.01m接近；地下水水位上升前，年沉降量較大，其中1967年的沉降變形最大，高達(dá)0.4m，之后逐漸降低；地下水水位開(kāi)始上升后后年沉降量在20-40mm之間波動(dòng)，2007年以來(lái)年沉降量在20-30

4、mm之間，這同相關(guān)文獻(xiàn)資料研究成果相一致
　　借助顯微鏡得到了到每層土體原狀樣和900kPa壓力變形穩(wěn)定后不同含水率土體的細(xì)觀結(jié)構(gòu)。原狀樣的孔隙大小和數(shù)量直接決定了土樣的孔隙比和干密度，而孔隙分布特點(diǎn)則影響土體的土水特征曲線，體積含水率相同，大孔隙和中孔隙含量百分?jǐn)?shù)越大，土體基質(zhì)吸力越小。900kPa壓力下變形穩(wěn)定后，隨著含水率的增大，百分?jǐn)?shù)最大的孔徑減小，微孔隙增多。每層不同含水率土體壓縮變形穩(wěn)定后具有相同的孔隙分布特征。反映土