非饱和土路基水气迁移规律及其影响因素实验

非饱和黏土的水气迁移影响着路基服役期间的安全运行和长期使用性能的保障。研究非饱和土路基水气迁移规律对路基路床湿度的影响具有重要的工程应用价值和意义。通过室内试验模型,运用高低温交变恒温箱改变环境温度,模拟四季平均环境温度对水分迁移的影响。模拟非饱和黏性土气态水迁移过程,并进行影响因素分析。获得非饱和黏性土的水气迁移规律并进行影响性因素评价,试验结果表明,非饱和土水气迁移过程中,含水率梯度对气态水迁移量影响较大;迁移时间对液态水迁移影响较大;低温环境下以液态水迁移为主,随环境温度升高气态水迁移量占比逐渐升高。含水率梯度,含水率水平,压实度,迁移时间,不同环境温度均对气态水迁移量均有贡献,其中压实度对其影响最小。在实际工程中应更重视水气两相迁移对路基土体性能的影响。

基于电阻率法的非饱和路基水汽迁移试验研究

非饱和土路基中水分的迁移不仅以液态形式发生,同时也会以气态形式发生,水汽的耦合迁移作用会在路基长期运营过程中对路基的长期稳定性及服役性能造成严重影响。因此,开展了针对典型非饱和土路基的电阻率测试及水汽迁移试验,研究了初始含水率和初始压实度对电阻率的影响,揭示了水汽迁移过程中非饱和土路基的电阻率变化规律,建立了电阻率-含水率模型。研究结果表明:随着含水率、压实度的增加,黏性土的电阻率均减小,呈指数特征,且电阻率对含水率这一影响因素更为敏感。随着迁移时间增加,土体顶部电阻率越来越小,土体底部电阻率越来越大。不同初始含水率试验,初始含水率增大,顶部土壤电阻率衰减率先增大后减小。不同压实度试验,压实度越大,土体顶部电阻率降低程度越小。电阻率-含水率模型计算结果与试验数据较吻合,模型拟合程度良好。

基质势作用下非饱和黏性路基土水分迁移规律研究

基质势在非饱和土水分迁移的过程中起到了主导作用,水分迁移作用对非饱和土路基长期性能的演变具有重要影响,因此研究基质势作用下非饱和黏性路基土水分迁移具有重要的现实意义,基于此选取洪山区典型黏土,开展了非饱和黏性路基土在基质势梯度作用下的水分迁移试验,研究了不同初始含水率,不同含水率梯度,不同迁移时间下路基土水分迁移规律。结果表明,随时间增加土样含水率逐渐增大,基质势逐渐减小,基质势梯度降低水分迁移量减小;土样含水率梯度相同时,基质势梯度随初始含水率增加而减小,水分迁移量减小;初始含水率相同时,基质势梯度随含水率梯度增大而增大,水分迁移量随之增大;基于试验数据,建立了非饱和路基土水分迁移量和初始基质势梯度之间的关系式,二者间大体上呈线性关系。