非飽和膨脹土水力特性與本構模型的研究.pdf

1、本文以國家自然科學基金課題“復雜條件下非飽和膨脹土氣水運移滲透變形機理與穩(wěn)定性研究”(No.50878051)為依托,在總結前人有關非飽和土研究成果的基礎上,通過非飽和土的結構特征試驗、GDS非飽和土滲透試驗、非飽和土三軸試驗、壓縮試驗、數(shù)值模擬等手段,對非飽和土彈塑性模型進行理論和試驗研究工作,主要取得了以下成果:
　　 1.分析了非飽和膨脹土的結構特性,通過相關結構試驗揭示膨脹土細觀結構的變化對宏觀力學特性的影響,并用細觀結

2、構刻畫解釋分析宏觀力學現(xiàn)象。
　　 2.非飽和膨脹土滲透試驗結果表明:不同應力狀態(tài)下,非飽和膨脹土飽和度的變化是引起滲透系數(shù)改變的主要原因。在試驗基礎上得到非飽和土的滲透系數(shù)是吸力以及固結壓力的函數(shù)。非飽和膨脹土的滲透系數(shù)隨飽和度的增加而增大,隨干密度的增加而減小。
　　 3.在基于前人提出的非飽和土彈塑性模型的基礎上,引入平均土骨架應力的概念,
　　 改進了耦合水力特性的非飽和土本構模型。通過相關試驗結果驗證表

3、明:該模型能較好預測不同應力作用下非飽和土的變形,并能計算刻畫出剪切過程中飽和度的變化。
　　 4.根據(jù)模型研究成果,采用PLAXIS(正)分析軟件,引入非飽和土本構模型參數(shù),通過模擬降雨-飽和度變化-強度變化這一過程對非飽和土邊坡進行穩(wěn)定分析。計算分析降雨入滲過程中土體飽和度上升(含水量增加)和強度下降對邊坡穩(wěn)定性的影響。分析結果表明:該方法能較好地對降雨條件下的非飽和土邊坡進行穩(wěn)定性分析,從而為實際工程中膨脹土邊坡設計與分析