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西北地区地处干旱半干旱地区,在建设过程中会遇到大量的非饱和湿陷性黄土,非饱和黄土又是典型的非饱和土。非饱和黄土工程性质复杂,吸力、湿陷性与增湿变形一直是研究重点。在以往的试验研究中,多采用控制吸力的试验方法研究,且以重塑土居多。为了克服控制吸力过程中对土样产生的各种影响,真实反应黄土在增湿情况下的各种力学性质,本文基于不同含水量非饱和黄土的常含水量三轴试验与常含水量侧限压缩试验,对原状黄土的增湿变形强度特性进行了研究。
首先,对原状Q3黄土进行常含水量三轴等向压缩试验和常含水量三轴剪切试验,研究了不同含水量土样在等向压缩与剪切过程中的体变与吸力变化规律以及增湿变形强度特性,采用Bishop非饱和土有效应力原理确定了剪切过程中黄土的有效应力参数,分析了剪切过程中有效应力参数的变化特性,得到了有效应力参数与轴应变关系的幂函数表达式;通过对不同含水量下黄土的吸附强度进行分析,得到了吸附强度与吸力之间的双曲线关系表示的吸附强度公式。
其次,通过常含水量侧限压缩试验,对三种湿陷性原状黄土在压缩过程中的压缩变形、湿陷系数及吸力变化特性等进行了研究,得到了无应力及应力作用下原状黄土的土水特征曲线;通过分析不同孔隙比下的土水特征曲线,建立了考虑孔隙比的土水特征曲线方程;分析了在应力保持不变条件下黄土增湿过程中孔隙比与吸力关系,得到了孔隙比与吸力关系的四参数表达式,建立了各参数与净竖向应力关系,进而得到了可预测任意净竖向应力与任意吸力下孔隙比的方程。