非飽和土有效應(yīng)力公式的初步驗(yàn)證.pdf

1、非飽和土是一種由固、液、氣三相組成的多相體。非飽和土廣泛地分布于實(shí)際工程中，其工程特性相對于飽和土要更為復(fù)雜，與之相關(guān)的土力學(xué)理論研究也尚不完善。在非飽和土力學(xué)中，非飽和土有效應(yīng)力理論一直是非飽和土力學(xué)理論研究的一個(gè)最基礎(chǔ)和重要的課題。經(jīng)過近半個(gè)世紀(jì)的努力，一批研究人員基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論方法推導(dǎo)了不同類型的非飽和土有效應(yīng)力公式，其中包括邵龍?zhí)督淌谔岢龅慕y(tǒng)一有效應(yīng)力公式，該公式是基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論推導(dǎo)而來的，不僅具有一定的理論基礎(chǔ)而且還

2、闡明了土體中有效應(yīng)力所代表的物理意義，從而能夠?qū)柡团c非飽和土的強(qiáng)度與變形問題有機(jī)結(jié)合起來。為了驗(yàn)證該理論的適用性，本文通過大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)從強(qiáng)度的角度對該公式進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　本文在統(tǒng)一有效應(yīng)力公式的基礎(chǔ)上進(jìn)一步推導(dǎo)了針對三軸和直剪應(yīng)力狀態(tài)下的有效應(yīng)力公式，采用帶有數(shù)字圖像量測系統(tǒng)的三軸儀、壓力板儀法以及濾紙法對高嶺土的強(qiáng)度和土-水特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，整理了大量國內(nèi)外已發(fā)表的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對該理論進(jìn)行了詳細(xì)的證明，得出了如下結(jié)論：

3、r>　　(1)采用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論所推導(dǎo)的非飽和土有效應(yīng)力公式計(jì)算的結(jié)果與非飽和高嶺土常含水量三軸試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，該理論也同樣適用于所分析的粉質(zhì)砂土、粉質(zhì)粘土、弱膨脹土等典型土樣的抗剪強(qiáng)度計(jì)算，針對不同的制樣方法(壓實(shí)與原狀樣)、不同的強(qiáng)度試驗(yàn)方法(控制基質(zhì)吸力或含水量)、不同試驗(yàn)儀器(直剪或三軸儀)、不同應(yīng)力路徑(干濕循環(huán)或者不同應(yīng)力狀態(tài))所得到的土樣的抗剪強(qiáng)度都能進(jìn)行合理的預(yù)測，這些因素只是靠改變其有效應(yīng)力來產(chǎn)生強(qiáng)度差異的；

4、>　　(2)由于高嶺土的進(jìn)氣值較高，濾紙法能夠很好地對壓力板儀所測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行銜接和補(bǔ)充，增加了其基質(zhì)吸力范圍。所采用的四參數(shù) VG模型不僅對高嶺土的 SWCC試驗(yàn)結(jié)果擬合地較好，而且對引用中所分析土樣的 SWCC曲線數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行很好的擬合，所得參數(shù)能很好的反映土樣的土-水特性；
　　(3)采用非飽和高嶺土常含水量三軸試驗(yàn)方法較控制基質(zhì)吸力的三軸試驗(yàn)更加節(jié)省時(shí)間，通過數(shù)字圖像測量的方法能夠較精確地計(jì)算土樣在剪切破壞前的體變進(jìn)而可以