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水 利 学 报 2016年10月 SHUILI XUEBAO 第47卷 第10期 文章编号：0559-9350（2016）10-1307-08 甘肃Q 原状黄土的微观结构对其土-水特征曲线的影响 3 1 1，2 1 1 1 1 侯晓坤 ，李同录 ，谢 萧 ，晁建红 ，赵权利 ，张常亮 （1. 长安大学 地质工程与测绘学院，陕西 西安 710054； 2. 中国地质调查局西安地质调查中心 国土资源部黄土地质灾害重点试验室，陕西 西安 710054） 摘要：为了探究原状黄土土-水特征曲线与土样微观结构之间的关系，对甘肃黑方台不同埋深Q 原状黄土进行了 3 基本物理指标的测试，张力计法测得其土-水特征曲线，并利用FredlundXing模型对土-水特征曲线进行了拟 合。采用光学显微镜和Photoshop合成技术获得了不同埋深土样的微观结构，统计得到孔隙累积级配曲线和分布 曲线。结果表明不同埋深Q 黄土，颗粒组成相同；其土水特征曲线，在饱和区，相同基质吸力下土样埋深（干密 3 度）越大，体积含水率越小；而在过渡区，体积含水率则越大；在残余区，土水特征曲线几乎重合，这种差异主 要是由土样的孔隙分布特征所控制。最后根据土样的分布曲线建立了黄土土水特征的本构关系，其预测值同实测 值基本吻合。 关键词：黄土；土-水特征曲线；微观结构；孔隙分布曲线 中图分类号：TU443 文献标识码：A doi ：10.13243/ki.slxb 1 研究背景 我国西北黄土地区地下水位深，气候干旱，大部分黄土处于非饱和状态。非饱和土是固液气三 相介质，其土、水、气交界面上的毛细力及土水相互作用引起的吸力是影响非饱和土特性的主要因 素。吸力依赖于土体的毛细管特性、吸附特性和溶质溶解引起的渗透特性，可分为基质吸力和渗透 ［1］ ［2］ 吸力 。沈珠江 认为若不涉及易溶盐及污染化学物的迁移问题，渗透吸力可忽略不计。基质吸力为 孔隙气压和孔隙水压之差，即u -u ，其大小是含水率的函数。土-水特征曲线SWCC（SoilWater a w CharacteristicCurve ）则是用于描述基质吸力同含水率的关系曲线，也是研究非饱和土强度和渗透性 ［3-4］ ［5］ 的基础，可根据土-水特征曲线获得非饱和土的抗剪强度参数 和渗透系数 等。许多学者针对土的 ［6］ 矿物成分、温度、密实度、应力和体积变化等对土-水特征曲线的影响进行了研究。陶高梁等 建立 ［7］ 了分形模型描述粘粒含量对土水特征曲线的影响；王铁行等 利用高速离心机测试了不同干密度和温 度的非饱和黄土的土-水特征曲线，表明密度变化引起基质吸力的变化显著，温度的影响不大；褚峰 ［8］ ［9］ 等 也指出初始干密度对土水特征曲线影响不可忽略；张昭等 考虑到应力引起土体孔隙比变化进而