滤纸总吸力吸湿曲线的率定试验

滤纸法是一种间接的吸力测试方法,测试结果准确与否首先取决于滤纸的吸力率定曲线。介绍了滤纸法的基本工作原理,总结了滤纸法在国内外的研究现状。利用NaCl盐溶液法率定了国产双圈No.203型滤纸的总吸力吸湿率定曲线,给出了总吸力率定曲线的双线性拟合方程。分别比较了双圈No.203型滤纸与Whatman’s No.42型滤纸的总吸力和基质吸力率定曲线,指出两种滤纸的基质吸力率定曲线基本一致,以及国产双圈No.203型滤纸总吸力率定曲线的转点含水率更高的特点。

荆门非饱和压实膨胀土的吸力特征及其本构方程

吸力与非饱和土的力学性状密切相关,为探讨非饱和膨胀土吸力变化规律,以滤纸法为研究手段,测定6种不同压实度与13种不同重力含水率组合条件下荆门弱膨胀土的总吸力与基质吸力。试验基本覆盖该膨胀土持水状态与密实状态的可能变动范围。研究表明:土体持水状态与密实状态均对压实膨胀土吸力影响显著。相同密实状态下,吸力随持水程度的增大而降低,且变动幅度较大。相同持水状态下,吸力随密实程度的增大而增大。密实度小的试样吸力变化幅度大,密实度大的试样吸力变化相对平缓。在明确吸力变化规律的基础上,构建吸力-饱和度-孔隙比关系的本构方程,数值再现结果与模型预测结果均表明该方程能够有效描述压实膨胀土在可能密实状态与持水状态范围内的吸力变化规律。

水膜理论在非饱和土中吸力的应用研究

非饱和土中总吸力问题一直是非饱和土土力学研究的一个重要分支。本文引用并引伸了水膜理论,把水膜理论的水膜范围扩展到包括结合水和毛细作用及基质吸力等引起的自由水(重力水)等部分,相应的水膜分离压也包括基质吸力和毛细作用,因此,非饱和土中的总吸力相应地可表示为扩展后的水膜分离压。从广义水膜理论及土性方面分析非饱和土总吸力,探讨了非饱和土中水膜对总吸力的影响,导出了广义非饱和土水膜理论下的总吸力公式,给出了非饱和土总吸力当土颗粒大小不同时与饱和度的关系。理论计算与试验结果吻合较好,表明了广义水膜理论对研究非饱和土总吸力具有一定的指导意义。

基于土水特征曲线硫酸盐渍土渗透吸力试验研究

硫酸盐渍土地区路基盐胀等病害易发且种类多样,病害的发生与盐渍土中含水率和含盐量有很大关系,同时不同含水率和含盐量引起的吸力值变化对其也有较大影响.为研究硫酸盐渍土中吸力值与含盐量和体积含水率的关系,以室内配置硫酸盐渍土作为研究对象,通过滤纸法测定不同含盐量和体积含水率下的硫酸盐渍土的吸力值,并绘制不同含盐量条件下的土水特征曲线和建立渗透吸力与含盐量、体积含水率之间的关系.结果表明:在一定范围内,体积含水率与总吸力之间呈指数关系;渗透吸力=f(含盐量,体积含水率)的拟合模型确定为Linear model Poly 21.

滤纸法在多种土类吸力测量中的应用

为提高利用滤纸法测定土壤吸力的准确性,采用不同浓度的NaCl溶液和多种饱和盐溶液对Whatman NO.42定量滤纸进行水气饱和,开展总吸力校准试验。同时利用体积压力板仪对该滤纸进行基质吸力校准试验,获得该滤纸的总吸力和基质吸力校准曲线。利用所得的总吸力、基质吸力校准曲线,分别测定了沙滩海砂、硅藻土、黄土等6种土样的吸力及土水保持曲线。探讨了滤纸在总吸力和基质吸力校准时的平衡时间,得到在25℃恒温条件下,基质吸力校准所需平衡时间为7d,而总吸力校准所需平衡时间至少10d。

关于吸力量测与控制试验方法的探讨

介绍了现阶段吸力量测与控制试验的各种方法,分析了各种方法的优缺点,并对吸力量测和控制试验提出了一些设想,指出在非饱和土理论的研究及其工程实践运用过程中,轴平移法是较为理想的选择。

滤纸法测定南阳中膨胀土土水特征曲线试验研究

介绍了滤纸法量测非饱和土吸力的工作原理,以及滤纸接触法量测土体基质吸力和非接触法量测土体总吸力的试验方法和注意事项。利用NaCl盐溶液法建立了国产＂双圈＂No.203型滤纸的总吸力率定曲线,得到了总吸力率定曲线的双线性表达式。分析了＂双圈＂No.203型滤纸的总吸力率定曲线和王钊等率定得到的基质吸力率定曲线的关系特性。应用滤纸法分别测试了不同含水率下南阳中膨胀压实土的总吸力和基质吸力值,分别给出了含水率介于16~30%之间的南阳中膨胀压实土的总吸力和基质吸力土水特征曲线。

膨胀土大型渗透试验研究

膨胀土大型的渗透试验用渗透箱进行,研究了在渗透过程中土体体积含水量、总吸力、相对湿度和表面竖向位移的变化,并根据试验结果得到了体积含水量与吸力的关系。研究结果表明:体积含水量和相对湿度均随着渗透时间的增加而增大,其变化过程与所处位置有关;土体吸力随着渗透时间的增加而减小;降雨入渗可能造成路堤破坏;土体表面竖向位移逐渐增加,在中心位置处达到最大值;土体体积含水量与吸力在半对数坐标下大致呈线性关系。

滨海盐渍土土-水特征曲线试验研究

针对黄骅港滨海非饱和盐渍土,采用滤纸法对不同含盐量、不同含水率土样的吸力进行试验研究,分析其土-水特性及含盐量与各吸力之间的关系,以及吸力的影响因素及变化规律,并拟合建立基质吸力与体积含水率,渗透吸力与含盐量、体积含水率的数学模型。结果表明:含盐量的改变对总吸力和渗透吸力影响较大;基质吸力与体积含水率呈指数关系;拟合得到的渗透吸力与含盐量、体积含水率模型具有较高的拟合优度。研究成果可为分析非饱和盐渍土工程特性提供参考。

南阳膨胀土冻融循环后的土水特征试验研究

南水北调中线工程的膨胀土渠道容易遭受季节性冻融的影响。为探究冻融作用对膨胀土土水特征的影响规律,以南阳膨胀土为试验对象,采用滤纸法测定经历不同冻融次数的膨胀土土样的总吸力和基质吸力,绘制其试验散点图,并分别采用VG模型和幂函数模型对基质吸力及总吸力与土体含水率的关系进行拟合。结果表明:随着冻融循环次数的增加,基质吸力和总吸力土水曲线整体向左下方偏移,进气值逐渐减小,持水性能降低;渗透吸力在含水率增大时逐渐减小,但不同冻融次数的渗透吸力数值并无显著差别;采用VG模型和幂函数模型分别拟合本试验中的基质吸力土水曲线和总吸力土水曲线,相关系数高,形式简单,模型参数在冻融循环中逐渐趋于稳定值。研究成果可供处在季节性冻土区的膨胀土工程建设及维护提供参考。

蒸发条件下非饱和土水分迁移的数值模拟

大气的蒸发效应引起土体内部含水量及温度的重新分布,本文旨在研究蒸发条件下非饱和土中水分及热量的迁移规律.对于土体在蒸发条件下总吸力和温度的变化特征,采用非饱和土水-热迁移模型加以描述,该模型中液态水和气态水的迁移分别是基于Darcy定律和Fick定律而建立的.探究了利用土体基本物性指标和气象因素预测模型计算中相关参数及边界条件的方法,利用上述模型及预测方法只需获取土体基本物理性质便可获取任意时刻非饱和土中含水量及温度的分布情况.该理论被用来模拟Wilson土柱蒸发试验实测结果,其理论结果和试验实测结果是较一致的.

非常早期混凝土塑性收缩开裂时的抗剪和抗拉强度

塑性收缩开裂(PSC)是混凝土最早的开裂形式,研究表明,出现这种形式的开裂,主要原因为:混凝土结构在非常早期阶段(浇筑后2~10 h)未进行有效养护,使得表面孔隙水的蒸发率过高而引起孔隙水吸力,进而导致开裂所致。然而,孔隙水的总吸力、基质吸力和渗透吸力之间的内在联系却没有明确的表述和理论证明。本文基于热力学理论首先推导了等温条件下,孔隙水总吸力、基质吸力和渗透吸力的热力学方程,在理论上证明了:非常早期混凝土塑性收缩开裂时,孔隙水总吸力等于基质吸力和渗透吸力之和;进而得到非常早期混凝土颗粒材料受孔隙水作用时的有效应力与抗剪强度的表达式;并基于Griffith和Griffith-Brace破坏准则,推导了非常早期混凝土颗粒材料的抗拉强度表达式。