重塑粘性土的基质吸力与土水分及密度状态的关系

非饱和土的基质吸力与其中水–气体系的温度、孔隙水的密度和孔隙气的相对湿度有关。测试了 23 组不同水分状态和密度状态的重塑非饱和粘性土三轴试验土样的温湿度,计算了相应的基质吸力。数据分析表明: 基质吸力与干密度的关系在不同的含水量段具有不同的特点;基质吸力与含水量呈强非线性关系;在土的水分状态和密度状态空间,基质吸力的分布为一变形的 W 型折曲面。该曲面左翼陡立上翘,位于低水分状态,表征强非饱和土,右翼水平伸展,位于高水分状态,表征弱非饱和土,中心部位是一个“Λ”型折面,位于中等水分状态,表征典型非饱和土。首次提出了孔隙充水结构的概念,藉以从孔隙结构和毛细凝结两方面来准确理解非饱和土的水气界面效应,从而利于认识和把握非饱和土中基质吸力的变化规律。