非饱和黄土场地水分入渗规律及影响因素的现场试验与数值模拟

为了探究非饱和黄土场地水分入渗规律及其影响因素,为黄土地区因水分入渗作用导致的各类滑坡和工程地质灾害研究提供参考。在非饱和黄土场地现场开展水分入渗试验,获得不同深度水分计监测信息,探讨非饱和黄土场地水分运移规律;结合数值模拟扩展研究不同浸水类型及不同浸水量对水分入渗规律的影响。结果表明:不同深度土体的体积含水率随时间关系曲线呈现出四个阶段变化特征,区别在于各阶段时间的长短和体积含水量峰值的大小;非饱和入渗时,渗透扩散速率随着深度的增加逐渐衰减,且衰减速率较大;不同浸水类型的入渗深度及宽度在短时间内会存在差异,对最终入渗深度及宽度并没有影响;随着浸水量的增加,入渗深度和宽度不断增加,但增加幅度不断减小,非饱和黄土场地水分入渗深度及宽度是有限的。

考虑变形影响的黄土土-水特征及其滞后效应

为了研究变形对非饱和黄土土-水特征和滞后效应的影响,通过先构建恒定吸力条件下土体含水率与孔隙比的关系,再引入吸力的影响,建立了一个能够考虑变形的三维土-水特征曲面模型,模型能够很好地描述不同初始孔隙比黄土吸脱湿过程中含水率随孔隙比和吸力的变化规律。为了证实所提出模型的可靠性,对压实黄土进行一系列吸脱湿过程的土-水特征试验。试验结果表明,恒定吸力条件下土体含水率与孔隙比成线性关系,验证了模型的理论假设。另外由模型可以确定恒定孔隙比状态的土-水特征,将其与试验结果对比发现,脱湿路径由吸力引起的变形对土-水特征影响较大,会使特征参数减小,并抑制滞后效应。

木质素磺酸钙改良黄土的结构性机理

木质素磺酸钙(CL)改良黄土作用存在强度峰值,且各掺量达到峰值所需养护时间不同,表现出明显的掺量和龄期效应.在土工试验、微观试验和前人成果基础上,研究掺量和养护龄期对于CL改良土结构特征的影响,探讨其作用机理.研究表明,CL通过胶结、填充和团粒化作用,将素土的“颗粒,镶嵌+架空,接触”结构转变为“团粒,镶嵌,胶结+接触”结构,并降低颗粒的双电层厚度和表面溶液张力,从而提高工程性能.过量掺量的CL因强黏结性和引气作用,导致CL改良土向“团粒+片状,镶嵌+架空,胶结”结构转变,颗粒咬合摩擦降低,并产生大量气泡起到润滑作用,工程性能降低.