基于大断面双剪试验的非饱和黄土吸应力强度参数确定及应用研究

吸应力强度参数的确定是非饱和土强度研究的一个重要方向.根据Lu Ning吸应力强度理论,研制测定吸应力强度理论有关参数的测试设备"大断面双面直剪仪",能简化测定强度参数的过程,以便快速建立基于吸应力的非饱和土强度模型.同时通过用滤纸法测定陕西泾阳L5黄土的基质吸力,根据SWCC理论模型Van Genuchten方程拟合得到非饱和土土-水特征曲线,取大断面双面剪试验后的试样进行常规三轴CU试验,可以得到基于Fredlund非饱和土强度理论的强度参数.分别运用上述强度理论对不同含水率L5黄土的边坡进行稳定性分析,采用SIGMA/W分析边坡的应力分布情况和边坡的孔隙水压力分布情况,将SIGMA/W所得结果耦合到SLOPE/W中进行稳定性计算,对比两组稳定系数.结果表明,含水率较低时,基于吸应力强度参数得到稳定系数与Fredlund强度公式得到的稳定系数十分接近,由吸应力强度公式得到强度参数是可行的;同时,含水率较高时,大断面黄土受虫孔和裂隙等结构影响强度降低,其稳定系数较三轴试验得到的系数更低,表明大断面黄土能更为真实地反映黄土强度,利于工程实际中运用.