干濕循環(huán)條件下路基粉土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度及土水特征曲線的研究.pdf

1、河南是粉土分布較廣泛的省份之一。粉土是一種特殊的土，隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度不斷加大，公路建設(shè)越來越多，粉土作為路基填筑材料應(yīng)用較為廣泛，但是粉土不良的工程性質(zhì)易導(dǎo)致路基發(fā)生滑坡等病害。因此研究豫東地區(qū)粉土的水力-力學(xué)性質(zhì)對(duì)公路路基設(shè)計(jì)與施工具有重要的工程意義。
　　本文以河南典型的豫東路基粉土為研究材料，對(duì)其進(jìn)行了一系列的室內(nèi)常規(guī)試驗(yàn)、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和土水特征曲線試驗(yàn)。通過試驗(yàn)得到了無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和土水特征曲線隨著壓實(shí)度、干濕循

2、環(huán)變化的規(guī)律。針對(duì)公路路基降雨入滲的問題，運(yùn)用GeoStudio軟件中的VADOSE/W和SEEP/W模塊建立了考慮非飽和粉土的水力滲透系數(shù)曲線和土水特征曲線的計(jì)算模型，主要分析路基在降雨條件下的積水情況。研究的主要內(nèi)容和結(jié)論如下：
　?。?）用室內(nèi)常規(guī)儀器對(duì)豫東粉土進(jìn)行了基本物理力學(xué)特性試驗(yàn)，主要包括比重試驗(yàn)、顆粒分布試驗(yàn)、液塑限試驗(yàn)、擊實(shí)試驗(yàn)和滲透試驗(yàn)等。試驗(yàn)得到豫東粉土的基本物理力學(xué)指標(biāo)。
　?。?）通過室內(nèi)無側(cè)限抗壓

3、強(qiáng)度試驗(yàn)，研究了不同壓實(shí)度的粉土在干濕循環(huán)作下的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的變化規(guī)律。結(jié)果表明：隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增加，三種不同壓實(shí)度豫東粉土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度均呈指數(shù)函數(shù)形式衰減；且豫東粉土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著干濕循環(huán)次數(shù)衰減幅度隨著壓實(shí)度的增大而逐漸減小。根據(jù)上述試驗(yàn)規(guī)律，用Matlab中的Lsqcurvefit函數(shù)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到與干濕循環(huán)次數(shù)相關(guān)的參數(shù)，同時(shí)用Origin軟件建立擬合參數(shù)與壓實(shí)度有關(guān)的函數(shù)，最后提出了干濕循環(huán)作用與壓實(shí)度

4、耦合影響下的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度預(yù)測方法。
　　（3）用GCTS土水特征壓力板儀對(duì)不同壓實(shí)度的豫東粉土進(jìn)行了多次干濕循環(huán)的土水特征曲線試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)吸力小于100 kPa時(shí)，土水特征曲線的脫濕和吸濕曲線具有明顯的滯回特性；當(dāng)吸力大于100 kPa時(shí)，土水特征曲線的滯回特性不明顯。土水特征曲線用含水率和吸力關(guān)系表示時(shí)，含水率隨著壓實(shí)度和干濕循環(huán)次數(shù)的增大，脫濕和吸濕曲線均向左下方偏移；土水特征曲線用飽和度和吸力關(guān)系表示時(shí)，脫濕和吸

5、濕曲線隨著壓實(shí)度的增加均向右上方偏移，而隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增加向左下方偏移。用Matlab中的Lsqcurvefit函數(shù)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合并得到Van Genuchten模型中的擬合參數(shù)。研究結(jié)果通過建立擬合參數(shù)與壓實(shí)度或干濕循環(huán)次數(shù)間的函數(shù)關(guān)系，提出了可預(yù)測不同壓實(shí)度或多次干濕循環(huán)的豫東粉土土水特征曲線的實(shí)用方法，能夠及時(shí)地為豫東粉土路基設(shè)計(jì)和施工所需的參數(shù)提供了方便。
　?。?）用GeoStudio軟件中的SEEP/W和VAD