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压缩过程中非饱和膨胀土体变特征与持水特性的水力耦合效应精选
第 37 卷 第 4 期 岩 土 工 程 学 报 Vol.37 No.4
2015 年 .4 月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Apr. 2015
DOI :10.11779/CJGE201504008
压缩过程中非饱和膨胀土体变特征与持水特性的
水力耦合效应
1 2 1 1 1
周葆春 ,孔令伟 ,梁维云 ,马全国 ,张 斌
(1. 信阳师范学院土木工程学院,河南 信阳 464000;2. 岩土力学与工程国家重点实验室 (中国科学院武汉岩土力学研究所),湖北 武汉 430071)
摘 要:土体压缩是岩土工程领域的基本问题。压缩过程中非饱和土的力学与水力学行为是同时发生且相互影响的,
有必要统一考察体变特征与持水特性的水力耦合效应。为此,以荆门弱膨胀土为研究对象,开展土中水密度试验、饱
和与控制吸力下的非饱和一维压缩试验,准确测量了压缩与卸荷回弹过程中孔隙比 –重力含水率 –吸力 –竖向净应力
关系,探讨了水力耦合状况下非饱和膨胀土的体变特征与持水特性规律,并建立相应本构描述。结论如下:①加载段,
非饱和压缩曲线均发生明显转折,体现出屈服行为;随吸力增大,压缩曲线依次发生 “穿越”现象;卸载段大体呈线
性,其斜率随吸力增大而降低。提出能够描述干缩、压缩、卸荷体胀、屈服、压缩性与卸荷回弹性随吸力变化等行为
的非饱和土体变方程,可直接用于分层总和法计算。②不同吸力下重力含水率变化存在较大差异;压缩至 2941.8 kPa
时,不同吸力下含水率非常接近。吸力与竖向净应力对含水率变化的耦合影响可用 3 参数 Logistic 函数描述。③压缩过
程中饱和度随竖向净应力增大而增大,卸荷过程中随竖向净应力降低亦增大。采用饱和度或重力含水率,对压缩过程
中的水力路径会出现 “湿化”与 “脱湿”的不同判断,即水力耦合状况下土体表现出复杂的持水状态变化特征。
关键词:非饱和土;压实膨胀土;体变特征;持水特性;吸力;水力耦合;饱和度;土中水密度
中图分类号:TU443 文献标识码:A 文章编号:1000 –4548(2015)04 –0629 –12
作者简介:周葆春(1978 – ) ,男,博士,副教授,主要从事非饱和土与特殊土力学性质与本构模拟方面的研究工作。
E-mail : zhoubc@ 。
Hydro-mechanical coupling effects on volume change and water retention
behaviour of unsaturated expansive soils during compression
1 2 1 1 1
ZHOU Bao-chun , KONG Ling-wei , LIANG Wei-yun , MA Quan-guo , ZHANG Bin
(1. College of Civil Engineering, Xinyang Normal University, Xinyang 464000, China; 2. State Key Laboratory of Geomechanics and
Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sc
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