土水特征曲線的預測模型研究.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害問題時越來越重視非飽和土力學理論的應用。土的基質(zhì)吸力與含水率或飽和度之間的關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)量之間的關系。根據(jù)土水特征曲線，可以確定非飽和土的強度、體應變、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測土水數(shù)據(jù)，而通過實驗得到

2、數(shù)據(jù)的方法存在費時昂貴的缺點，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)毛細作用規(guī)律給出了基質(zhì)吸力與表面張力、毛孔半徑的關系式，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行了探討。 2．利用已知土壤粒徑分布實測數(shù)據(jù)，對常用的4種粒徑分布參數(shù)

3、模型進行對比分析，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)進行擬合； 3．基于Arya等反求經(jīng)驗參數(shù)α的思路嘗試了對Arya-Paris模型中經(jīng)驗參數(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個樣本計算，得到了經(jīng)修正的土水特征曲線預測模型，并對兩種方法的結(jié)果進行了對比； 4．應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)吸力的關系，分析了長江中下游某