干濕循環(huán)對非飽和壓實(shí)高嶺土剪切特性的影響研究.pdf

1、近幾十年以來，由于氣候惡化，在世界大部分地區(qū)強(qiáng)降雨與長時(shí)間干旱的季節(jié)交替出現(xiàn)。濕潤吸水與干燥失水形成干濕循環(huán)作用，引發(fā)滑坡等自然災(zāi)害，造成了重大的人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失。而在進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析時(shí)，通常忽略了干濕循環(huán)對土體剪切特性的影響，得到的分析結(jié)果可能會(huì)忽視潛在的滑坡危險(xiǎn)。因此，研究干濕循環(huán)對非飽和土剪切特性具有非常重要的實(shí)際意義。本文通過非飽和土直剪試驗(yàn)，從干濕循環(huán)路徑和干濕循環(huán)幅度兩個(gè)因素來研究干濕循環(huán)對壓實(shí)高嶺土剪切特性的影響，并揭

2、示其作用機(jī)理。
　　首先，根據(jù)本次試驗(yàn)要求改進(jìn)了一套吸排水系統(tǒng)，確保試驗(yàn)吸排水的準(zhǔn)確測量。然后進(jìn)行了24個(gè)非飽和直剪試驗(yàn)，包括16用于研究個(gè)干濕循環(huán)路徑的試驗(yàn)和8個(gè)用于研究干濕循環(huán)幅度的試驗(yàn)。在100kPa和200kPa凈法向應(yīng)力狀態(tài)下，對土體施加干濕循環(huán)讓其經(jīng)歷不同的吸力歷史，達(dá)到平衡。然后分別在吸力等于1kPa、50kPa、100kPa、200kPa狀態(tài)下，對壓實(shí)高嶺土進(jìn)行剪切。從試驗(yàn)結(jié)果可以獲取土樣在干濕階段的孔隙比以及剪切

3、強(qiáng)度、總體積、重力含水率、剪脹性等特性。分析比較它們在不同吸力和應(yīng)力狀態(tài)下的變化，得出干濕循環(huán)作用的規(guī)律，全面研究干濕循環(huán)對剪切特性的影響。
　　在干濕循環(huán)過程中，同一凈法向應(yīng)力狀態(tài)下，干燥階段的孔隙比變化幅度較濕潤階段明顯；同一吸力狀態(tài)下，凈法向應(yīng)力越大，孔隙比的變化幅度越小。干濕循環(huán)過程中，孔隙比的變化反映了土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變，同時(shí)試樣在剪切過程中剪切強(qiáng)度、總體積、重力含水率、剪脹性也發(fā)生了變化。這些因素影響了土體的剪切特性。

4、結(jié)果分析如下：
　?。?）同一凈法向應(yīng)力和吸力狀態(tài)下，濕潤過程中的剪應(yīng)力峰值較干燥過程中剪應(yīng)力峰值有所降低；剪切過程中濕潤階段的體縮比干燥階段的體縮??；濕潤階段的最大剪縮性絕對值小于干燥階段的最大剪縮性絕對值；
　　（2）在相同吸力狀態(tài)下，濕潤階段的粘聚力大于干燥階段的粘聚力。
　?。?）同一凈法向應(yīng)力和吸力狀態(tài)下，濕潤階段的含水率低于干燥階段的含水率，濕潤階段的試樣表現(xiàn)出更硬、更脆的性質(zhì)。
　?。?）吸力越大，