基于广义吸力的非饱和土强度理论

基于非饱和土的剪切强度是由于可变吸力和表观凝聚力折减之后构成,其可变吸力对强度的贡献不仅取决于吸力的大小,还取决于土粒接触点处孔隙水面积,是粒间作用力和作用面积动态变化的结果。分析结果表明:表观凝聚力对强度的贡献与饱和度的变化路径相关,随着饱和度的增加,表观凝聚力对强度的贡献逐渐减小,当土体达到饱和时,表观凝聚力对土体强度的贡献变为零。如果饱和度是减小,表观凝聚力对强度的贡献保持不变或稍有增加,直到饱和度为零的时候,表观凝聚力对强度的贡献达到最大值。因此,从广义吸力的理论出发,根据两者对强度的贡献,可以建立更为合理的非饱和土强度理论。

非饱和土粒间吸力研究的若干思考和进展

非饱和土粒间吸力是建立非饱和土有效应力原理和抗剪强度理论的基础前提,从各力的本质、概念、大小等不同角度出发,对目前非饱和土研究中常见的几种吸力进行了详细对比和分析。基质吸力表示土壤吸水的趋势,强调的是土颗粒与水之间的相互作用,并非土颗粒间的相互作用,与有效应力概念的本质不符,是Bishop和Fredlund强度理论中分别存在着物理意义不明确参数x和φb的根本原因;广义吸力虽然考虑了结构吸力的作用,但仍将基质吸力作为有效应力的一部分,使原本"实用、简化"的目标更加复杂化;附加内压力将基质吸力以及表面张力的作用进行叠加,存在力作用大小上的重复,同时未考虑结构吸力的作用;张力吸力将表面张力沿两土颗粒连线方向的分量———张力吸力和基质吸力进行叠加,一是仍将基质吸力作为有效应力的一部分,二是同样未考虑结构吸力的作用;粒间吸力(湿吸力和结构吸力)考虑了因土体结构性引起的结构吸力作用,同时也考虑了气液界面上收缩膜的效应———湿吸力的作用,基于粒间吸力的非饱和土有效应力及强度理论不仅符合有效应力定义的本质,而且合理地解释了非饱和土中诸如收缩膜张力的方向性、土中应力概念的平均性、土体物理本质的唯一性、随含水率变化的连续性以及对不同类型土的适应性等众多现象。因此,从粒间吸力的角度出发来研究非饱和土的有效应力原理是正确、可行的。

一地理现象—“怪圈”的成因研究

通过野外考察及对"怪圈"内外非饱和土的粒度、压缩固结等的实验分析,运用广义吸力理论及分形理论,解释了三水地区一地理现象--"怪圈"形成的原因.由此认识到,非饱和土的随含水量而变化的变形性质及其广义吸力变化特性的定量化还有待于深入研究.

含水量对路堤工后沉降影响分析

本文指出路堤填筑质量检测中压实度单一标准的不足,分析含水量对路堤沉降的影响.并从重塑非饱和土广义吸力和广义有效应力原理出发对路堤沉降机理进行分析,提出进行二阶段沉降分析的观点.

非饱和土稳态孔隙比变形理论研究

非饱和湿陷性土与湿胀性土分别具有亚稳态孔隙比结构和超稳态孔隙比结构,广义吸力是维持这种结构稳定的主要因素。随着广义吸力的丧失,两种结构均处于一个不稳定的孔隙状态,土体会向一个更加稳定的孔隙比结构发展。超孔隙比结构孔隙比增大,土体产生膨胀,亚稳孔隙比减小,土体产生收缩。基于这一稳态孔隙比理论,建立了广义吸力丧失引起的孔隙比的增量方程,来统一考虑非饱和土的湿陷性和湿胀性变形特性,并通过经典试验数据验证了增量方程的合理性。