非饱和膨胀土脱湿过程中的弹性模量研究

1

作者 席人双 《铁道建筑》 北大核心 2024年第1期14-19,共6页

现有的理论与测试方法通常没有考虑非饱和作用对膨胀土弹性模量的影响,在处理降雨问题时会产生较大的误差。针对这一问题,本文研究了膨胀土在脱湿过程中的收缩变形特征,同时采用弯曲元以及应变控制仪获得了在小变形条件和有限变形条件... 现有的理论与测试方法通常没有考虑非饱和作用对膨胀土弹性模量的影响,在处理降雨问题时会产生较大的误差。针对这一问题,本文研究了膨胀土在脱湿过程中的收缩变形特征,同时采用弯曲元以及应变控制仪获得了在小变形条件和有限变形条件下膨胀土的弹性模量与含水率的变化关系。结果表明:随着土样饱和度降低,膨胀土发生了明显的收缩变形;小变形弹性模量远大于有限变形弹性模量,且土样的小变形弹性模量随着饱和度的降低迅速增大,而有限变形弹性模量则随着饱和度的降低变化幅度很小;含水率或基质吸力对非饱和土弹性模量的影响趋势与应变水平密切相关。 展开更多

关键词 非饱和膨胀土 弹性模量 试验研究 弯曲元 小变形 有限变形

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非饱和膨胀土的结构损伤模型及其在土坡多场耦合分析中的应用 被引量：25

2

作者 卢再华 陈正汉 +2 位作者 方祥位 郭剑峰 周海清 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2006年第7期781-788,共8页

针对原状膨胀土对气候变化反映敏感的特点和其具有胀缩性、裂隙性、超固结性等力学特性,以非饱和土力学和损伤力学为基础,建立了一个非饱和膨胀土的弹塑性损伤本构模型及相应的固结模型.把原状膨胀土看成是由未损部分和损伤部分的复合体... 针对原状膨胀土对气候变化反映敏感的特点和其具有胀缩性、裂隙性、超固结性等力学特性,以非饱和土力学和损伤力学为基础,建立了一个非饱和膨胀土的弹塑性损伤本构模型及相应的固结模型.把原状膨胀土看成是由未损部分和损伤部分的复合体,未损部分用非饱和土的非线性本构关系描述,损伤部分用损伤演化方程和两个屈服面(即,加载屈服面和剪切屈服面)描述.其中的损伤演化方程包括加载引起的损伤和干湿循环引起的损伤两个方面,用作者研制的CT_三轴试验确定.设计了相应的有限元程序UESEPDC;对非饱和膨胀土边坡进行了三相多场耦合问题的数值分析.分析分为4个阶段,得到了边坡在每一分析阶段的应力场、位移场、孔隙水压力场、孔隙气压力场、含水量场、基质吸力场、结构损伤演化场和塑性区扩展的动态图,较好地揭示了膨胀土边坡在开挖和气候变化条件下逐渐发生失稳滑动的现象及其机理. 展开更多

关键词 非饱和膨胀土 弹塑性损伤模型 固结 边坡 降雨 蒸发 数值分析

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非饱和膨胀土SWCC研究 被引量：57

3

作者 李志清 胡瑞林 +1 位作者 王立朝 李志祥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期730-734,共5页

研究土体吸力与含水量关系,对于非饱和土的变形和强度问题,有重要的应用价值。利用非饱和土三轴仪对膨胀土进行试验研究,比较系统地分析了矿物成分、孔隙结构、土体应力状态、应力历史等因素对土-水特征曲线的影响。尤其土的矿物成分和... 研究土体吸力与含水量关系,对于非饱和土的变形和强度问题,有重要的应用价值。利用非饱和土三轴仪对膨胀土进行试验研究,比较系统地分析了矿物成分、孔隙结构、土体应力状态、应力历史等因素对土-水特征曲线的影响。尤其土的矿物成分和孔隙结构是主要的影响因素。综合考虑各种因素的影响,通过室内和野外吸力量测,对土-水特征曲线进行拟合、比较,建立了幂函数模型。由土-水特征曲线可知,室内干湿循环土-水特征曲线具有明显的差异性,野外土-水特征曲线的差异性不明显,并与室内浸湿曲线相似。将野外曲线和浸湿曲线结合起来,推算非饱和状态下土的渗透性、抗剪强度等指标,可以较好地解决岩土力学问题。 展开更多

关键词 非饱和膨胀土 土-水特征曲线 基质吸力 含水量 干湿循环

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非饱和膨胀土强度特性的常规三轴试验研究 被引量：40

4

作者 缪林昌 殷宗泽 刘松玉 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 2000年第1期121-125,共5页

以南阳膨胀土为例 ,对南阳膨胀土的强度特性进行了研究 ,依据常规三轴试验结果提出了非饱和膨胀土的吸力强度与饱和度之间的非线性关系式 .这一非线性关系式更便于在工程中推广应用 ,对有关工程的设计与施工具有实用价值 .

关键词 非饱和膨胀土 吸力强度 非线性关系式 强度特性

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非饱和膨胀土强度及变形特性试验研究 被引量：26

5

作者 韩华强 陈生水 郑澄锋 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期1872-1876,共5页

利用可控吸力的VJ非饱和三轴仪对新疆膨胀土的强度和变形特性随干密度和吸力的变化规律进行了试验研究,结果表明:非饱和膨胀土的胀缩特性不仅取决于其干密度及所承受的围压,而且还与其吸力大小密切相关,且随吸力增大其剪胀特性增强。非... 利用可控吸力的VJ非饱和三轴仪对新疆膨胀土的强度和变形特性随干密度和吸力的变化规律进行了试验研究,结果表明:非饱和膨胀土的胀缩特性不仅取决于其干密度及所承受的围压,而且还与其吸力大小密切相关,且随吸力增大其剪胀特性增强。非饱和膨胀土的吸力和干密度对黏聚力影响也十分明显,随吸力和干密度增大,非饱和膨胀土的黏聚力呈非线性增大,且增幅明显,而对有效内摩擦角则几乎没有影响,Fredlund双变量理论中的吸力内摩擦角?b并不是一个常量,而是吸力区间内的连续减函数。 展开更多

关键词 非饱和膨胀土 三轴试验 强度 变形

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温度对非饱和膨胀土抗剪强度和变形特性的影响 被引量：26

6

作者 谢云 陈正汉 李刚 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1082-1085,共4页

共进行了4组12个控制温度、净围压和基质吸力的膨胀土三轴排水剪切试验,分析了温度对重塑非饱和膨胀土抗剪强度和变形特性的影响。试验结果表明,随温度的升高,非饱和土的抗剪强度增加,初始切线杨氏模量增大。根据试验结果建立了考虑温... 共进行了4组12个控制温度、净围压和基质吸力的膨胀土三轴排水剪切试验,分析了温度对重塑非饱和膨胀土抗剪强度和变形特性的影响。试验结果表明,随温度的升高,非饱和土的抗剪强度增加,初始切线杨氏模量增大。根据试验结果建立了考虑温度影响的非饱和土抗剪强度公式和切线杨氏模量公式。 展开更多

关键词 非饱和膨胀土 三轴试验 温度影响 抗剪强度 切线杨氏模量

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考虑裂隙非饱和膨胀土边坡入渗模型与数值模拟 被引量：76

7

作者 袁俊平 殷宗泽 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期1581-1586,共6页

包含裂隙的非饱和膨胀土中的渗流具有随时间变化的特性。采用常规试验测定非饱和膨胀土膨胀时程曲线,定量地描述了膨胀土中裂隙在入渗过程中逐渐愈合的特征, 建立了考虑裂隙的非饱和膨胀土边坡入渗的数学模型;用有限元数值模拟方法分析... 包含裂隙的非饱和膨胀土中的渗流具有随时间变化的特性。采用常规试验测定非饱和膨胀土膨胀时程曲线,定量地描述了膨胀土中裂隙在入渗过程中逐渐愈合的特征, 建立了考虑裂隙的非饱和膨胀土边坡入渗的数学模型;用有限元数值模拟方法分析了边坡地形、裂隙位置、裂隙开展深度及裂隙渗透特性等对边坡降雨入渗的影响。结果表明, 坡上位置的裂隙对边坡入渗影响较大;裂隙对边坡入渗的影响随裂隙深度的增大而增大,且存在一最大的影响程度;裂隙的存在加快了膨胀土的入渗速率;考虑裂隙随入渗而愈合时, 入渗达到平衡的时间有所延长。 展开更多

关键词 裂隙 非饱和膨胀土边坡 入渗模型 有限元法 愈合

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考虑温度影响的重塑非饱和膨胀土非线性本构模型 被引量：21

8

作者 谢云 陈正汉 李刚 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1937-1942,共6页

以非饱和土的非线性模型为基础,通过对土性参数的修正和考虑温度本身引起的土的变形,建立了考虑温度效应的重塑非饱和膨胀土的本构模型。该模型包括土骨架的本构关系和水量变化的本构关系两个方面,涉及18个参数,都可用非饱和土三轴试验... 以非饱和土的非线性模型为基础,通过对土性参数的修正和考虑温度本身引起的土的变形,建立了考虑温度效应的重塑非饱和膨胀土的本构模型。该模型包括土骨架的本构关系和水量变化的本构关系两个方面,涉及18个参数,都可用非饱和土三轴试验确定。共做了13个重塑非饱和膨胀土温控三轴试验,分析了温度对土的强度和变形的影响,研究了模型参数的变化规律。 展开更多

关键词 非线性模型 非饱和膨胀土 温控三轴试验

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非饱和膨胀土边坡破坏机理与稳定性分析 被引量：12

9

作者 汪明元 徐晗 +1 位作者 杨洪 周欣华 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 2008年第1期151-153,158,共4页

膨胀土具有胀缩性、裂隙性、超固结性,其工程性质特殊,即使很缓的边坡也可能失稳,南水北调中线工程膨胀岩土渠段长达340km,渠坡的处理技术、分析方法与长期稳定性是关键问题。分析了非饱和膨胀土边坡的破坏特点、破坏机理与影响因素,并... 膨胀土具有胀缩性、裂隙性、超固结性,其工程性质特殊,即使很缓的边坡也可能失稳,南水北调中线工程膨胀岩土渠段长达340km,渠坡的处理技术、分析方法与长期稳定性是关键问题。分析了非饱和膨胀土边坡的破坏特点、破坏机理与影响因素,并对处理措施的作用机理与模拟方法进行了分析,在此基础上探讨了非饱和膨胀土边坡稳定性的分析方法,并对南水北调中线工程新乡段膨胀岩土渠坡进行了分析,得到了初步成果。 展开更多

关键词 非饱和膨胀土 稳定性分析 边坡 南水北调工程

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基于流固耦合特性的非饱和膨胀土变形仿真计算 被引量：6

10

作者 范臻辉 张春顺 肖宏彬 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期758-764,共7页

在考虑膨胀土的非饱和土特性基础上,基于有效应力原理的单变量理论推导非饱和膨胀土弹塑性本构模型,选用适用的土-水特征曲线方程和非饱和土渗透系数方程,根据流固耦合力学的理论与方法,将膨胀土吸水膨胀或失水收缩过程视为一个动态耦... 在考虑膨胀土的非饱和土特性基础上,基于有效应力原理的单变量理论推导非饱和膨胀土弹塑性本构模型,选用适用的土-水特征曲线方程和非饱和土渗透系数方程,根据流固耦合力学的理论与方法,将膨胀土吸水膨胀或失水收缩过程视为一个动态耦合作用过程,建立渗流-变形耦合分析模型。该模型考虑流固耦合作用引起的孔隙比和渗透系数变化(包括有效应力的影响),并根据边界孔隙水压(或基质吸力)的变化模拟膨胀土体的吸水和失水过程。通过对膨胀土样室内有荷膨胀试验的渗流、变形过程的仿真模拟验证仿真计算模型的有效性和正确性。研究结果表明:采用该仿真计算模型对膨胀土的变形(膨胀或收缩)进行计算和预测可取得较好结果。 展开更多

关键词 非饱和膨胀土 流固耦合特性 有限元分析 变形

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季节冻土区非饱和膨胀土水-热-变形耦合冻胀模型 被引量：14

11

作者 凌贤长 罗军 +1 位作者 耿琳 唐亮 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1255-1265,共11页

中国季节冻土区发育大面积深厚残坡积膨胀土,其特有的“冻胀融沉”“膨胀收缩”特性诱发诸多工程病害问题。针对季节冻土区非饱和膨胀土的冻胀变形机制问题,以延吉膨胀土为研究对象,开展了膨胀土冻胀特性试验研究,证明了膨胀土吸水膨胀... 中国季节冻土区发育大面积深厚残坡积膨胀土,其特有的“冻胀融沉”“膨胀收缩”特性诱发诸多工程病害问题。针对季节冻土区非饱和膨胀土的冻胀变形机制问题,以延吉膨胀土为研究对象,开展了膨胀土冻胀特性试验研究,证明了膨胀土吸水膨胀特性对其冻胀特性有显著影响,据此提出了考虑相变动力区的非饱和膨胀土冻结-胀缩牵连机制。基于冻土多场耦合分析方法、结晶动力学理论,建立了非饱和膨胀土水-热-变形耦合冻胀模型FH_ex_Model,并予以验证。该模型能够反演出非饱和膨胀土冻胀过程中的冻胀变形分量和膨胀变形分量。此外,根据上述研究,建议在膨胀土工程场地中应当重视初冻期冻结作用诱发的高膨胀变形,同时稳定冻深以下区域的场地变形不容忽视。 展开更多

关键词 季节冻土区 非饱和膨胀土 冻胀试验 冻结–胀缩机制 多场耦合 冻胀模型

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关于“非饱和膨胀土的弹塑性本构模型研究”的讨论 被引量：2

12

作者 李培勇 杨庆 栾茂田 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期805-806,共2页

关键词 弹塑性本构模型 非饱和膨胀土 《岩土工程学报》 宏观结构 微观结构 土本构模型 耦合变形 变形耦合 耦合参数 结构变形

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干密度对非饱和膨胀土水分迁移参数的影响 被引量：3

13

作者 翟聚云 卫国祥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期3337-3341,共5页

研究了非饱和膨胀土的两个水分迁移参数——水体积变化系数m2w和渗透系数kw,得出非饱和膨胀土的水分迁移参数m2w和kw并非恒值,是基质吸力的函数,而基质吸力与含水率密切相关。因此,其参数大小随含水率变化而变化。此外,还明显受到干密... 研究了非饱和膨胀土的两个水分迁移参数——水体积变化系数m2w和渗透系数kw,得出非饱和膨胀土的水分迁移参数m2w和kw并非恒值,是基质吸力的函数,而基质吸力与含水率密切相关。因此,其参数大小随含水率变化而变化。此外,还明显受到干密度的影响,随干密度的不同而变化。取得了考虑干密度和含水率的水体积变化系数m2w、渗透系数kw和基质吸力之间的非线性关系,为进一步研究非饱和膨胀土地基水分场变化提供基础资料。 展开更多

关键词 非饱和膨胀土 干密度 基质吸力 渗透系数 含水率

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非饱和膨胀土的土-水特征曲线研究 被引量：33

14

作者 毛尚之 《工程地质学报》 CSCD 2002年第2期129-133,共5页

在干旱和半干旱地区 ,土体中含水量的变化常会引发各种工程问题。研究表明 ,非饱和土的工程性质不仅取决于土的组成、结构和应力状态 ,还与土中的吸力密切相关。非饱和土的土 -水特征曲线表达了土体中含水量与吸力的关系 ,是非饱和土研... 在干旱和半干旱地区 ,土体中含水量的变化常会引发各种工程问题。研究表明 ,非饱和土的工程性质不仅取决于土的组成、结构和应力状态 ,还与土中的吸力密切相关。非饱和土的土 -水特征曲线表达了土体中含水量与吸力的关系 ,是非饱和土研究的重要内容之一。作者通过对某膨胀土土 -水特征曲线的试验研究 ,比较了渗析技术方法和轴平移技术法的结果 ,初步分析了应力及吸力历史等因素对土 展开更多

关键词 非饱和膨胀土 土-水特征曲线 吸力 应力

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非饱和膨胀土的弹塑性本构模型研究 被引量：24

15

作者 曹雪山 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期832-836,共5页

Alonso(1999)提出的膨胀土模型存在着微观结构参数难以确定的缺点。本文在阐述膨胀土干湿循环试验后,对膨胀土的结构特征进行了分析,并研究了膨胀土的微观变形机理。认为膨胀土宏观上的胀缩塑性变形是由两部分塑性变形组成,一部分是微... Alonso(1999)提出的膨胀土模型存在着微观结构参数难以确定的缺点。本文在阐述膨胀土干湿循环试验后,对膨胀土的结构特征进行了分析,并研究了膨胀土的微观变形机理。认为膨胀土宏观上的胀缩塑性变形是由两部分塑性变形组成,一部分是微观结构层次中集聚体胀缩变形耦合后形成的微—宏观结构耦合变形,另一部分是宏观结构塑性变形。由此,本文改进了膨胀土模型,利用宏观结构层次的参数和微-宏观结构变形耦合参数t计算前部分变形,而后部分变形仍按低塑性非饱和土的弹塑性变形计算。最后通过计算实例表明:模型的结论与试验相近。 展开更多

关键词 非饱和膨胀土 微-宏观结构耦合变形 改进膨胀土模型 弹塑性本构模型

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非饱和膨胀土主动土压力的库仑解析解 被引量：3

16

作者 胡晓军 吴延枝 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期146-149,156,共5页

分析非饱和膨胀土的强度特性,考虑非饱和膨胀土含水量与强度的关系及相关影响因素,基于平面滑裂面假设,运用库仑理论,推得了计算非饱和膨胀土主动土压力的解析解公式,并用实际算例对公式进行检验。算例分析表明,随着含水量的增加,主动... 分析非饱和膨胀土的强度特性,考虑非饱和膨胀土含水量与强度的关系及相关影响因素,基于平面滑裂面假设,运用库仑理论,推得了计算非饱和膨胀土主动土压力的解析解公式,并用实际算例对公式进行检验。算例分析表明,随着含水量的增加,主动土压力增大,其变化幅度逐渐减小;若不考虑含水量的影响,结果偏于保守;应用本文建立的解析解公式,可直接得出膨胀土的主动土压力及填土滑裂面与水平面的夹角。 展开更多

关键词 非饱和膨胀土 含水量 基质吸力 主动土压力 库仑解析解

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对“非饱和膨胀土的弹塑性本构模型研究”讨论的答复 被引量：1

17

作者 曹雪山 殷宗泽 沈才华 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期806-807,共2页

关键词 弹塑性本构模型 非饱和膨胀土 答复 原文

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盐溶液质量分数对非饱和膨胀土抗剪强度的影响 被引量：3

18

作者 雷胜友 袁文治 +5 位作者 翟志刚 田刚 陈雨菲 李思雨 芦地 柳明宇 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第2期178-184,共7页

为了探究盐溶液质量分数对非饱和膨胀土抗剪强度的影响,在传统Fredlund非饱和土抗剪强度公式的基础上,将基质吸力简化为常数,并引入渗透压力参数,提出盐溶液介入条件下非饱和膨胀土的抗剪强度表达式。对4种质量分数的NaCl,KCl溶液改性... 为了探究盐溶液质量分数对非饱和膨胀土抗剪强度的影响,在传统Fredlund非饱和土抗剪强度公式的基础上,将基质吸力简化为常数,并引入渗透压力参数,提出盐溶液介入条件下非饱和膨胀土的抗剪强度表达式。对4种质量分数的NaCl,KCl溶液改性膨胀土进行室内直剪试验,得到剪应力-应变曲线、抗剪强度线和黏聚力变化曲线。试验结果表明,盐溶液改性土的抗剪强度总体上低于素膨胀土的,提出的盐溶液介入条件下的抗剪强度表达式拟合度较高,可以很好地反映受盐溶液影响的非饱和膨胀土的抗剪强度。通过改变双电层的厚度、土颗粒间接触方式和结构特性,可研究盐溶液对非饱和膨胀土抗剪强度及黏聚力的影响,最后进一步探讨了非饱和膨胀土在盐溶液介入条件下剪切作用的微观机理。 展开更多

关键词 非饱和膨胀土 盐溶液 直剪试验 抗剪强度

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非饱和膨胀土剪切强度参数对比试验研究 被引量：7

19

作者 姜彤 张俊然 陈宇 《华北水利水电学院学报》 2013年第4期1-6,129,共6页

通过控制基质吸力的直剪和三轴试验,研究非饱和膨胀土强度参数随基质吸力的变化规律.试验结果表明:直剪和三轴试验得出的强度参数随基质吸力的变化规律基本相同,黏聚力随基质吸力的增加而增加,内摩擦角随基质吸力的增加而有所减小.非饱... 通过控制基质吸力的直剪和三轴试验,研究非饱和膨胀土强度参数随基质吸力的变化规律.试验结果表明:直剪和三轴试验得出的强度参数随基质吸力的变化规律基本相同,黏聚力随基质吸力的增加而增加,内摩擦角随基质吸力的增加而有所减小.非饱和土的内摩擦角并非常数,也受基质吸力大小的影响,当基质吸力小于或等于土样的进气值时,与基质吸力有关的内摩擦角保持不变,而土样内摩擦角随基质吸力的增大而减小.直剪试验得出强度参数相对三轴试验得出的强度参数偏大. 展开更多

关键词 非饱和膨胀土 基质吸力 强度 直剪试验 三轴试验

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膨胀力表征非饱和膨胀土强度特性的试验研究

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作者 张金存 程谦恭 +2 位作者 李星 姚远 罗浩 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1702-1710,共9页

为了研究非饱和膨胀土的膨胀力代替基质吸力表征抗剪强度的可行性,开展南宁重塑非饱和弱膨胀土室内土-水特性试验、抗剪强度试验、膨胀力试验等一系列试验研究。研究结果表明:基于Fredlund and Xing模型对土水特征曲线进行拟合,确定土-... 为了研究非饱和膨胀土的膨胀力代替基质吸力表征抗剪强度的可行性,开展南宁重塑非饱和弱膨胀土室内土-水特性试验、抗剪强度试验、膨胀力试验等一系列试验研究。研究结果表明:基于Fredlund and Xing模型对土水特征曲线进行拟合,确定土-水特征预测方程,建立基质吸力与抗剪强度及膨胀力间的相互关系;在确定基质吸力换算依据的基础上,建立膨胀力与强度关系的数学模型;改进非饱和膨胀土抗剪强度预测方程,得出用膨胀力代替基质吸力进行抗剪强度预测的方法,并验证可行;确定南宁高速铁路路堤填筑现场的强度预测方程,可为高速铁路路堤填料的强度预测提供参考。研究结果有一定的工程应用价值。 展开更多

关键词 非饱和膨胀土 基质吸力 膨胀力 抗剪强度理论

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