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非饱和土广泛存在于自然界中,然而随着社会的进步和科技的发展,研究非饱和土已经成为岩土工程界必然的趋势。在研究非饱和土的过程中,必然会接触到土水特征曲线,其不仅是研究非饱和土的基础,而且影响着非饱和土的强度和变形以及渗透特性。但是土水特征曲线的测量需要花费大量的时间和精力,因此提出一个快捷、经济并且有效的预测土水特征曲线的方法非常重要。而在土水特征曲线的研究中,许多学者发现其存在着水力滞后的现象,但是这种现象对土体强度的影响程度并没有具体定量的描述,也没有将其与非饱和吸力强度建立联系。所以本文的主要研究工作是:首先建立一种能够快速预测非饱和土的土水特征曲线的理论模型,然后将土水特征关系曲线中水力滞后对土体强度的影响进行定量的描述,最后通过将土水特征关系曲线和吸应力特征曲线结合对非饱和吸力强度进行预测 首先,通过利用核磁共振技术结合VG模型(或分形理论)建立能够快速预测非饱和土土水特征曲线的理论模型,然后将理论模型与传统直接测量的方法进行对比。结果表明,本文理论模型能够极大地节约测量土水特征曲线的时间,并且理论模型预测结果与传统直接测量土水特征曲线的试验数据吻合性很好,也说明该模型能够很好的预测土水特征曲线(第二章) 然后,笔者通过控制非饱和土的含水率,开展指定含水率下脱湿样和吸湿样的室内直剪试验。试验结果表明,无论脱湿过程还是吸湿过程,非饱和土的抗剪强度参数都是随含水量的增加而降低的,其中广义凝聚力随含水率增加呈二次曲线降低的关系,广义内摩擦角随含水率增加近似呈直线降低的关系,并从脱、吸湿直剪试验可知,脱湿强度与吸湿强度之间存在差异,笔者通过引入抗剪强度损失比η来量化这种差异,结果表明其损失比在8%-18%之间,试验上证明水力滞回效应对非饱和粘土的抗剪强度有重要影响(第三章) 最后,基于Lu ning提出的吸应力的概念,通过联系土水特征关系及吸应力特征关系曲线,非饱和土的吸力强度能够通过土水特征关系预测。同时开展了室内不同含水率状态压实样的直剪试验,试验结果表明,在低含水量作用下,非饱和粘性土抗剪强度变化有明显峰值,展示应变软化特性;而在高含水量条件下,展示应变强化特性。通过模型预测曲线与实测结果对比表明,建立的模型仅利用测定含水量的变化能够确定非饱和土吸力强度的演化,将极大地简化试验并节约测试时间。随后采用核磁共振测试技术对上述不同含水量状态的剪切样开展了含水量分布的测试,测试结果进一步从微观上解释非饱和粘土吸力强度随含水率演化的机理(第四章)