寧明非飽和膨脹土的變形特性研究.pdf

1、膨脹土是一種具有顯著脹縮性、裂隙性和超固結(jié)性的特殊非飽和粘土，遇水膨脹、失水收縮是其典型特性。多年來不少研究者致力于其變形特性研究，但已有的非飽和膨脹土本構(gòu)模型大多因參數(shù)多、試驗(yàn)復(fù)雜取值難，不能為實(shí)際工程所應(yīng)用。為方便開展南友路膨脹土塹坡滑坍演化規(guī)律的分析，本文較系統(tǒng)地進(jìn)行了寧明非飽和膨脹土變形特性試驗(yàn)研究，并分別從應(yīng)力一應(yīng)變一含水率(飽和度)及應(yīng)力一應(yīng)變一吸力入手，探討并建立實(shí)用型本構(gòu)模型。 首先，通過分析有荷膨脹量及無荷收縮

2、試驗(yàn)結(jié)果，獲得初始含水率及上覆壓力、初始含水率及初始干密度對寧明非飽和膨脹土的脹縮特性影響規(guī)律，建立相應(yīng)的膨脹過程中有荷膨脹量及收縮過程中線縮率與過程含水率之間的表達(dá)式。 利用先進(jìn)的GDS系統(tǒng)開展K0固結(jié)試驗(yàn)，獲得寧明灰白、灰黑兩種膨脹土的靜止側(cè)壓力系數(shù)，彌補(bǔ)了工程中KO系數(shù)大多依經(jīng)驗(yàn)取定值的缺陷。同時(shí)分析KO系數(shù)隨含水率及圍壓的變化規(guī)律，建立起函數(shù)關(guān)系式，為變形參數(shù)泊松比μ的確定提供基礎(chǔ)。 同樣由GDS三軸試驗(yàn)，得到灰

3、白、灰黑兩種寧明膨脹土的彈性模量E值，按已有的泊松比μ與KO間的確定關(guān)系間接求得其泊松比μ值，較好解決了已有非飽和膨脹土本構(gòu)模型存在的參數(shù)多、試驗(yàn)復(fù)雜取值難的問題。分析E、μ兩變形參數(shù)隨含水率及圍壓的變化，得到E隨含水率的增大而減小，隨圍壓的增大而增大，μ隨含水率及圍壓的增大而增大的規(guī)律，進(jìn)而建立E、μ與含水率、圍壓之間的函數(shù)關(guān)系式。 最后，基于飽和土理想彈塑性本構(gòu)模型，并結(jié)合變形參數(shù)試驗(yàn)研究結(jié)果，將模型中的變形及強(qiáng)度參數(shù)均表達(dá)