某滑坡滑带土的土水特征曲线试验研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 某滑坡滑带土的土水特征曲线试验 研究 【摘 要】利用能够控制基质吸 力的非饱和土土水特征曲线压力板仪， 测定了某滑坡滑带土土样在不同干密度 条件下的质量含水量与基质吸力的对应 关系。结合试验数据，绘制了各个干密 度试样的土水特征曲线，并把不同干密 度试样的土水特征曲线呈现在了一幅图 上。分析说明了各个试样土水特征曲线 变化的总体趋势，并对不同干密度条件 下的试样的土水特征曲线作了比较分析。 中国论文网 /5/view-5635380.htm 【关键词】非饱和土；土水特征 曲线；基质吸力；干密度 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 【Abstract】 Using the unsaturated soil-water characteristics curves plate apparatus which can control the matrix suction to measure the corresponding relationship between the water content and the matrix suction of the sliding zone soils samples of a landslide in different dry density condition. According to the test data， the soil-water characteristics curves of different dry density samples are drawn and all those different curves are put into a table. The study analyzes and illustrates the general change trend of the soil-water characteristics curves of the different samples； and the study also compares and analyzes the soil-water characteristics curves of difference samples in different dry density conditions. 【Key words】unsaturated soil； soil-water characteristics curves； matrix -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 suction； dry density 1、前言 非饱和土的基质吸力是指主体内 孔隙气压力和孔隙水压力的差值，它反 映了以土的结构、土的颗粒成分及孔隙 大小和分布形态为特征的土的基质对土 中水分的吸持作用1。土水特征曲线 SWCC（Soil-Water Characteristic Curve）是描述非饱和土中的基质吸力 与体积质量分数、质量分数或饱和度等 之间关系的重要曲线2。非饱和土的抗 剪强度与土体的基质吸力有着直接的关 系，基质吸力在控制非饱和土的力学性 状方面起着十分重要的作用3，4。本 文利用土水特征曲线压力板仪对某滑坡 滑带土的粘土土样进行了试验研究和分 析，以探讨非饱和土的质量含水量 （w）随基质吸力（u）变化的规律，并 对不同干密度下的土水特征曲线作了比 较。 2、试验 2.1 试验原理 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 其原理是对含有土样的容器施加 一定的压力，迫使土壤水分渗出，达到 平衡时，土壤基质势与所加压力值相等， 通过其他方法测量此时土壤水分含量， 从而标定土壤的水分特征曲线。 2.2 试验方法与步骤 用压力板仪测量试样脱湿过程中 的基质吸力与质量含水量之间的对应关 系，具体操作步骤5如下： （1）试验开始前将土样和高进 气值陶土板进行饱和。 （2）将土样置于压力板仪护筒 内的高进气值陶土板上使它们充分接触， 高进气值陶土板下设有一排水管供土样 排水之用。 （3）将顶盖安装好并上紧螺丝， 通过护桶壁上的进气管施加气压力，设 定气压力等于所需的基质吸力值。 （4）在施加气压力后，利用轴 平移技术5，土的基质吸力就等于施加 的气压力，达到平衡的时间取决于试件 的厚度和渗透性，以及高进气值陶瓷板 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 的渗透性。 （5）在达到平衡后，称量试样 的质量，以便测定其质量含水量的变化。 （6）施加下一级更高的基质吸 力，重复步骤（3） 、 （4）和（5） 。在施 加最高一级基质吸力达到稳定后取出土 样，烘干称重，以便测得最高吸力稳定 时试样的含水量。 以 13、28、63、100、200、300、400、50 0kPa 逐级施加气压，测量每级压力稳定 后所对应的试样的含水量，然后绘制土 水特征曲线。 3、试验结果与分析 3.1 试验结果绘制 试样是分为 4 个不同的干密度配 制的，根据试验测定的数据，绘制了不 同干密度（g/cm3）下的试样的含水量 （）随基质吸力（）变化的土水特征 （见图 1-4） ，干密度分别为： 1.649、1.790、1.841、1.884 g/cm3。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 从以上图中可以看出，各曲线的 变化趋势基本一致，都呈现含水量随着 基质吸力的逐渐增大而减小的现象，但 减小的幅度随基质吸力的变化而不同。 为了对 4 个不同干密度的试样的 土水特征作一个比较，就把不同干密度 的试样的土水特征在一幅图中展现了出 来（见图 5） 。可以看出干密度的不同对 含水量和基质吸力的影响也呈现一定的 规律性。 3.2 土水特征曲线基本特征分析 （1）土水特征曲线大致在基质 吸力 100kPa 以前很陡，含水量随吸力 增大而衰减很快；在吸力 100kPa 以后 曲线逐渐变缓，且吸力越大含水量的衰 减幅度越小。说明该滑带土土样的含水 量的衰减在吸力较小时很敏感，随着吸 力的增大，这种敏感性逐渐减弱。 （2）土样含水量大概在 18%以 上时随吸力的增大而减小很快，在 18% 以下时随吸力的增大而减小幅度逐渐变 缓。说明在土样含水量较大时，含水量 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 随吸力的增大而衰减很敏感，在土样含 水量较小时，这种敏感性逐渐减弱。 3.3 不同干密度的土水特征曲线比较 （1）从图 5 的总体来看，干密 度越大，土水特征曲线相对就越平缓， 即试样脱水相对较慢，说明干密度影响 了试样在加压过程中的脱水速度。 （2）从图 5 的纵向来看，在同 一基质吸力不同干密度条件下对应的试 样的含水量存在一个差值，干密度越大， 含水量越小，说明在同一基质吸力下干 密度与含水量呈反比例关系；且这个差 值在基质吸力大于 200kPa 后随着吸力 的增大而逐渐减小，说明在基质吸力大 于 200kPa 后随着吸力的增大，干密度 对在同一吸力下不同试样含水量的差异 的影响越来越小。 从图 5 来看，在基质吸力小于 200kPa 时，干密度对同一吸力下不同试 样含水量差异的影响也有减小的趋势， 但有待进一步研究和论证。 （3）从横向来看，在同一含水 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 量不同干密度条件下对应的试样的基质 吸力也存在一个差值，干密度越大，基 质吸力越小，说明在同一含水量下干密 度与基质吸力也呈反比例关系；但在图 5 中这个差值随含水量的变化趋势不是 很明显。 4、结论 （1）对 4 个不同干密度的试样 的土水特征曲线都作了绘制，变化趋势 都是含水量随着基质吸力的增大而减小， 但减小的幅度有所不同。 （2）把 4 个不同干密度的试样 的土水特征曲线放在一幅图中作了比较。 总体呈现：干密度越大，土水特征曲线 相对就越平缓；纵向来看，同一基质吸 力下干密度与含水量呈反比例关系，且 在基质吸力大于 200kPa 后随着吸力的 增大，干密度对在同一吸力下不同试样 含水量的差异的影响越来越小；横向来 看，同一含水量下干密度与基质吸力也 呈反比例关系。 （3）在图 5 中，同一含水量不 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 同干密度条件下对应的试样的基质吸力 存在一个差值，由于