土水特征曲線的預(yù)測模型研究.pdf

1、近年來，人們在解決諸如水位升降對庫區(qū)岸坡穩(wěn)定性影響、降雨入滲誘發(fā)邊坡失穩(wěn)、干濕變化引起地基變形等災(zāi)害問題時越來越重視非飽和土力學(xué)理論的應(yīng)用。土的基質(zhì)吸力與含水率或飽和度之間的關(guān)系曲線被定義為土水特征曲線。該曲線反映了在非飽和狀態(tài)下土中水的能量與土中水的數(shù)量之間的關(guān)系。根據(jù)土水特征曲線，可以確定非飽和土的強(qiáng)度、體應(yīng)變、滲透系數(shù)等，可見其在非飽和土研究中的重要性。目前常用的獲得土水特征曲線的方法通常都需要一定量的實(shí)測土水?dāng)?shù)據(jù)，而通過實(shí)驗(yàn)得到

2、數(shù)據(jù)的方法存在費(fèi)時昂貴的缺點(diǎn)，因此，本文從更易獲得的土壤基本物理性質(zhì)數(shù)據(jù)(粒徑分布、干密度、孔隙比)出發(fā)研究了土水特征曲線的預(yù)測模型。研究的主要內(nèi)容有： 1．分析了非飽和土中水的基本特性，著重分析了基質(zhì)勢產(chǎn)生的原因，并根據(jù)毛細(xì)作用規(guī)律給出了基質(zhì)吸力與表面張力、毛孔半徑的關(guān)系式，從能量的角度分析了土水特征曲線的物理意義，同時對影響土水特征曲線的各種因素進(jìn)行了探討。 2．利用已知土壤粒徑分布實(shí)測數(shù)據(jù)，對常用的4種粒徑分布參數(shù)

3、模型進(jìn)行對比分析，優(yōu)先選擇了MLog模型和Fredlund模型來對已知粒徑分布數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合； 3．基于Arya等反求經(jīng)驗(yàn)參數(shù)α的思路嘗試了對Arya-Paris模型中經(jīng)驗(yàn)參數(shù)α的線性與非線性擬合，通過對來自UNSODA數(shù)據(jù)庫的砂土、壤土、粘土的共12個樣本計(jì)算，得到了經(jīng)修正的土水特征曲線預(yù)測模型，并對兩種方法的結(jié)果進(jìn)行了對比； 4．應(yīng)用修正模型得到的土水特征曲線直接推求出非飽和滲透系數(shù)與基質(zhì)吸力的關(guān)系，分析了長江中下游某