非饱和土吸力测量方法的对比试验研究

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非饱和土力学的研究开始于上世纪30年代,随着土力学、水文学和土壤物理学等多学科的发展形成的。吸力是决定非饱和土特性的最重要参数之一,也是非饱和土最难量测的参数之一。吸力的变化直接影响着非饱和土的渗透系数、抗剪强度和变形特征。本文以成都粘土为试验对象,进行吸力测试研究,对比分析不同方法的测试结果,作出综合评价。吸力测量的方法有很多种,综合考虑吸力测试方法的试验原理和试验特点,选取滤纸法、冷镜露点仪法和蒸汽平衡法进行吸力测试,其中滤纸法试验原理简单,发展较为成熟;冷镜露点仪法测试时间短,操作简单,是一种较新型的测试方法;蒸汽平衡法能测得脱湿和吸湿曲线。本文选取成都粘土为主要研究对象,土样取至成都东郊某深基坑,分别配置不同初始含水率和初始干密度的压实土样,以及部分薄片土样,共142组。在滤纸法中,采用国产双圈202型滤纸,同时以非接触法和接触法分别测试土样的总吸力和基质吸力;在冷镜露点仪法中,采用WP4C型冷镜露点仪测试总吸力,并结合CT-3031型电导率仪测得基质吸力;在蒸汽平衡法中,采用11种饱和盐溶液测试总吸力(基质吸力),先测试吸湿曲线,再测试脱湿曲线。根据试验测得的吸力数据,计算整理得到土水特征曲线,通过分析每个试验的试验结果,以及对比三种试验方法的试验数据,得到以下结果:对比滤纸法和冷镜露点仪法测得的成都粘土基质吸力-含水率曲线,得到冷镜露点仪配合电导率仪能准确测得土样的基质吸力;在低吸力范围内(吸力小于70MPa),蒸汽平衡法测得的成都粘土土-水特征曲线有明显的滞回现象;用VG模型结合Origin软件拟合成都粘土土-水特征曲线得到以下参数:α=0.4、m=0.12056、n=2.95337。
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