论文部分内容阅读
随着国家建设的不断繁荣昌盛,国民经济对交通设施的需求显著提高,尤其是在“一带一路”政策引领下,公路、铁路建设规模日益扩大,粉土、黄土等非饱和土作为路基材料在工程实例中屡见不鲜。水分的迁移使非饱和土的工程性质发生改变,导致一系列事故的发生。本课题基于非饱和压实黄土状粉土的基本性质,针对两种不同的黄土状粉土,利用一维土柱仪进行毛细作用模型试验,数据分析、统计回归拟合后,得到了非饱和压实黄土状粉土毛细水上升规律,并对其影响因素进行讨论。试验结果表明,毛细水上升的速率随毛细上升高度的增加而逐渐衰减。当毛细水初步到达某截面时,该截面处的体积含水率先平缓上升、后急剧增大,该截面处的基质吸力先平缓减小、后急剧下降,直至都趋于稳定。体积含水率随时间的变化曲线、基质吸力随时间的变化曲线均存在有初始不变段、急剧变化段、缓慢变化段和稳定段。稳定后各截面的体积含水率大致上呈随高度的增加逐渐减小的规律,各截面的基质吸力大致上呈随高度的增加逐渐增大的规律。稳定后各截面土样均未达到饱和状态。试验表明当土柱长细比为4.68和9.54时,毛细水上升规律基本一致,说明长细比不小于4.68时,可按一维毛细作用考虑。土体的微观组成会对其宏观特性有着本质上的影响,因此,当黄土状粉土的粒度成分不同时,土体中的基质吸力、基质吸力变化、体积含水率变化、毛细水上升速率、土一水特征曲线及渗透系数均存在一定的差异。利用瞬态剖面法测定重塑黄土试样的非饱和土渗透系数,非饱和压实黄土状粉土的渗透系数变化范围达到了几个数量级,呈现随基质吸力的增大而减小,且减小的速率逐渐减小。利用数学工具,对非饱和黄土状粉土毛细水上升高度随时间的变化曲线、土一水特征曲线、渗透系数与基质吸力关系曲线进行了统计回归拟合,得出非饱和压实黄土状粉土的毛细上升高度与时间的关系曲线可使用y = axb函数表达,并与他人的试验数据进行验算,表明该函数具有很好的拟合度。该类土的土一水特征曲线可用玻尔兹曼方程表示,而它的渗透系数与基质吸力的关系可用Gardner模型表示。这些函数可用于压实黄土渗流的分析中。