基于常规土工试验获得土—水特征曲线方法研究

来源 :南昌大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shening
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
我国地缘辽阔,土样类型也丰富各异。自然界中的非饱和土以固、液、气三相状态存在,也有部分学者认为由固相、气相、液相及液相和气相的分界面(收缩膜)所组成的。在实际工程中,所遇到的大多数工程问题多是属于非饱和土的范畴。因此,对于非饱和土的特性研究具有非常重要的理论和工程实际意义。在非饱和土水力特性中基本的要素之一就是土-水特征曲线。土-水特征曲线在解决非饱和土抗剪强度、边坡稳定及降雨入渗滑坡等实际工程问题时都具有极其重要的作用。测定土-水特征曲线大多基于试样处于平衡状态下测得的,其试验时间长,试验设备专用性高,试验操作步骤复杂,而且以现有的设备技术条件,测定一条高基质吸力范围的脱湿和吸湿的土-水特征曲线需要多种试验测定。因此本文以江西红土、花岗岩残积土及膨胀土为研究对象,进行基于常规土工试验(三轴及收缩试验)获取土-水特征曲线的研究,研究内容包括利用常规土工试验测量无竖向荷载和有竖向荷载作用下的脱湿土-水特征曲线及脱湿和吸湿两种路径的土-水特征曲线。主要研究内容如下:(1)基于常规土工试验测量土-水特征曲线的理论方法研究。通过干燥收缩试验得到孔隙比-含水率曲线(收缩曲线),通过常规饱和三轴进行固结排水试验得到孔隙比-有效应力关系曲线,并用孔隙比表征试样变形,选取任一数据点利用孔隙比匹配干燥收缩试验的收缩曲线,得到相应的非饱和土的吸应力和体积含水量,将有效饱和度参数代入非饱和土有效应力方程计算出不同体积含水量对应的基质吸力,得到多组数据点,这样便得到一条准确度很高的土-水特征曲线,利用此法很方便地测量得到土-水特征曲线。(2)土体物理力学指标试验。为了确定基于常规土工试验测量土-水特征曲线方法的可行性,分别选取红土、花岗岩残积土及膨胀土三种具有代表性的土,对试样进行比重、颗粒分析、界限含水率及最优含水量和最大干密度等基本的物理力学试验,得出三种土的基本物理力学指标。红土主要由砂粒组成,颗粒较大且分布均匀,土样具有较低的液、塑限,广泛分布于江西区域,属于典型的低塑性粉质砂土。花岗岩残积土土颗粒粒径小,风化较为严重,塑性指数相对较小,属于黏性土。膨胀土构成土颗粒细,富含亲水性矿物质,膨胀土吸水膨胀和失去收缩特性较为明显,土样自由膨胀率大,为中等膨胀土。(3)无竖向荷载作用下土-水特征曲线试验研究。对不同干密度的的三种土试样进行干燥收缩试验,得到收缩曲线。基于SLB-1型饱和三轴仪对三种土进行固结排水试验,得到孔隙比-有效应力关系曲线,结合收缩曲线利用非饱和土理论计算得到土-水特征曲线。并与GEO-Experts压力板仪测得的土-水特征曲线进行对比分析,基于常规土工试验测量得到的土-水特征曲线与压力板仪测得结果非常接近。干燥收缩试验表明:干缩到达残余蒸发阶段后,试样最终的体积含水量几乎不再变化,用此方法可确定残余体积含水量,干密度越小的试样蒸发失水的速率越大且到达残余含水量的时间越早,随着干密度的增加,残余体积含水量变化不大。(4)有竖向荷载作用下土-水特征曲线试验研究。在施加50KPa和100KPa两组竖向荷载条件下,对三种土分别进行干燥收缩试验和有主应力差的固结排水试验,在固结排水试验中,试样的排水量比没有施加主应力差的排水量多,得到相应的收缩曲线和孔隙比-有效应力关系曲线。利用非饱和土有效应力公式计算得到竖向荷载作用下的土-水特征曲线,发现与GEO-Experts压力板仪测得结果接近。干燥收缩试验表明:竖向荷载对试样的饱和体积含水量和进气压力值影响较小,当竖向荷载越大,土的孔隙比越小,土体水分蒸发速率越慢,到达残余阶段的时间更长,残余体积含水量随着竖向荷载的增大而增大。(5)吸湿过程土-水特征曲线试验研究。为探究常规试验是否可以准确测量在吸湿过程中的土-水特征曲线,利用注射器注水进行增湿膨胀试验,利用游标卡尺测量当前试样的直径和高度,可以得到湿化过程中孔隙比-含水率关系。利用饱和三轴进行反压饱和湿化试验,记录各反压下的进水量,得到反压饱和过程中的有效应力-孔隙比曲线。根据非饱和土的有效应力公式计算得到吸湿土-水特征曲线。对比分析GEO-Experts压力板仪测得的土-水特征曲线,两者结果接近。
其他文献
全球温室效应和臭氧层破坏等环境问题日益加剧,制冷剂的排放是破坏环境的主要原因之一,目前广泛使用的制冷剂R22,仍未找到可长期替代它的制冷剂,且《蒙特利尔议定书》规定中国必须在2030年前完成HCFCs的淘汰,因此,寻找节能环保,性能优良的制冷剂用于替代R22是刻不容缓的任务。通过文献检索和课题组前期研究,发现将工质R1234ze(E)和R152a以质量比40:60(命名为NCUR01)混合后是一种
短期电力负荷预测是电力系统规划与运行的重要环节,对保障电力系统的安全稳定运行有着非常重大的意义。因为随机向量泛函链接(RVFL)网络具有快速收敛的特征,故本文建立了多种基于RVFL网络的短期电力负荷预测模型。针对RVFL网络的特点,本文从三个方面来提高基于RVFL网络的短期电力负荷预测精度,主要的研究内容及创新点如下:首先,RVFL网络的初始化对预测模型非常重要,不恰当的初始化方式会使模型的收敛速
锂硫电池具有理论能量密度高(2600 Wh kg-1)、成本低廉和环境友好等优点,受到了科学界和产业界的广泛关注和研究。但是,目前锂硫电池依然存在活性物质利用率低、电化学可逆性差以及容量衰减快等问题。本论文从锂硫电池隔膜材料修饰改性的角度出发,通过在隔膜表面涂覆构建功能性涂覆层,提高活性物质利用率并抑制“穿梭效应”,提升锂硫电池的性能。本论文的主要研究工作如下:(1)还原氧化石墨烯涂覆改性隔膜的制
具有高功率密度的微电子元件散热是科技发展的前沿主题,高热通量微处理器的冷却已成为高性能集成电路未来发展中的关键限制。微通道可用于提供有效的散热,微通道散热器在冷却包括超级计算机在内的高性能设备具有巨大的潜力。本文基于Finite volume method(FVM)方法,数值模拟研究了小雷诺数下微通道内部结构对压力损失及换热性能的影响,并对结构进行优化,综合压降及换热效率进行分析评估。研究结果可以
巨量堆积的铜尾矿不仅污染生态环境,引发尾矿坝溃坝,还会增加企业经济负担。利用铜尾矿制备免烧墙体材料是充分利用尾矿资源,节约能耗,降低生产成本的有效途径。本研究进行了铜尾矿固化剂配制和铜尾矿免烧墙体材料制备研究。通过正交试验研究并优化了用于铜尾矿免烧材料的固化剂配比,并通过XRD和SEM探究材料的微观性能及固化机理。通过单因素试验研究固化剂、秸秆、河砂、硅灰用量对材料抗压强度、软化系数和导热系数的影
得益于新型给受体材料的蓬勃发展,单节本体异质结有机太阳电池的效率已经突破18%。然而,光照往往导致电池的工作温度高达90°C,因此,如何制备高效热稳定的有机太阳电池,是实现其商业化应用的关键。本文将苝酰亚胺类小分子作为第三组分,引入富勒烯和非富勒烯体系,发现各组分在溶液中的预聚集匹配是获得高效热稳定有机太阳电池的重要因素。首先,将三维的苝酰亚胺小分子TBDPDI-C11引入经典的PTB7-Th:P
砌体结构由于具有取材方便、造价低、耐久性好等优点,故一直是我国使用最为广泛的建筑形式之一。我国现存的大量多层砌体结构住宅修建于上世纪七八十年代,当时对结构抗震要求低,材料强度较低,施工质量参差不齐,使用至今,已经难以满足当前抗震设防目标,因此多数都急需进行抗震加固,且随着人口老龄化的加剧,也有加装电梯等建筑功能提升需求,综合考虑,提出加装剪力墙电梯井结合钢筋混凝土面层加固砌体结构的综合改造措施,并
随着混凝土泵送施工工艺的兴起,大流动性混凝土得到了越来越广泛的应用。然而,相比于传统的普通流动性混凝土(坍落度30~70mm、砂率28~35%)而言,大流动性混凝土为了满足其泵送的和易性要求,不得不采用大砂率(45%)和小石子来配制,进而就削弱了骨料作为骨架的体积稳定性的作用。因此,大流动性混凝土在实际应用中经常会出现裂纹裂缝等现象。目前有关大流动性混凝土体积稳定性的研究还比较匮乏,本文通过大量试
众所周知,随着我国建筑业的不断发展以及人口的不断增长,人们目前的需求不仅仅是地面上的高层建筑,还包含了越来越深的地下工程。这就意味着深基坑工程的支护设计和施工难度在不断加大,传统的桩锚支护体系已经满足不了如今的需求,而排桩与斜撑组合支护结构由于布置灵活,不受周边建筑物和地下市政管线的限制,并且在施工过程中不对周边土体产生扰动,同时还有方便土方开挖、加大施工空间等优点,因此越来越受到工程师们的青睐。
疮瘢痕是痤疮的一种后遗症,是由于痤疮发作期炎症未得到及时控制,导致患者在痤疮皮损处遗留的瘢痕。滚轮型痤疮瘢痕的治疗一直以来都是临床较棘手的热门问题。脂肪干细胞胶填充主要用于面部年轻化及整形,用于治疗凹陷性痤疮瘢痕的研究报道较少。现报道一例脂肪干细胞胶填充修复滚轮型痤疮瘢痕。