›› 2007, Vol. 28 ›› Issue (9): 1931-1938.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基质吸力对非饱和土抗剪强度的影响

林鸿州,李广信,于玉贞,吕 禾   

  1. 清华大学 水利水电系,北京 100084
  • 收稿日期:2005-09-20 出版日期:2007-09-10 发布日期:2013-10-15
  • 作者简介:林鸿州,男,1974年生,博士研究生,主要从事坡地地质灾害研究。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No. 50279014)

Influence of matric suction on shear strength behavior of unsaturated soils

LIN Hong-zhou, LI Guang-xin, YU Yu-zhen, LÜ He   

  1. Department of Hydraulic and Hydropower Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China
  • Received:2005-09-20 Online:2007-09-10 Published:2013-10-15

摘要: 在自然界和工程实践中遇到的土大多数是非饱和土,研究吸力对非饱和土抗剪强度的作用,对于工程实践具有重要的意义。通过压力板仪和直剪仪组合试验,探讨了击实土抗剪强度和基质吸力的关系。试验结果表明:凝聚力在饱和度为40 % ~ 60 %时最大,而内摩擦角则随饱和度增加而有所减少。进一步对比土-水特征曲线与抗剪强度的关系,并整合前人研究成果,指出了非饱和土中吸力对其抗剪强度影响的规律。对于无黏性土,在边界效应区不产生假凝聚力,且内摩擦角不变;在过渡区与非饱和残余区,假凝聚力和基质吸力的关系存在峰值且变化较大,内摩擦角则随吸力增加而增加。对于黏性土,残余体积含水率所对应的最小吸力可能是影响抗剪强度的界限值,小于此吸力值, 可近似为常数。但在非饱和残余区,凝聚力将随土状态路径的不同而变化。对于重塑土,凝聚力降低;而对于原状土,则凝聚力可能不变或增加。

关键词: 非饱和土, 抗剪强度, 基质吸力, 土-水特征曲线

Abstract: It is evident that unsaturated soils are usually encountered in nature and engineering practice. Hence, the understanding of unsaturated shear strength behavior is necessary. The shear strength behavior of unsaturated soils is investigated on the basis of pressure plate test and direct shear test. The results show that the angle of internal friction decreases with increasing degree of saturation and the cohesion attains its peak value at degree of saturation 40 % ? 60 %. According to these results, the unsaturated shear strength behaviors of non-cohesive and cohesive soils are demonstrated. The internal friction angle of non-cohesive soils increases with increasing matric suction; and the pseudo-cohesion attains its peak value in primary transition zone and then decreases. The cohesion of unsaturated cohesive soils increases with increasing matric suction until threshold suction reaches. The threshold suction is the minimum suction at the residual zone of unsaturation. The cohesion of unsaturated cohesive soils can be predicted before the threshold suction, because value is approximately constant. Moreover, the state paths influence cohesion in excess of the threshold suction.

Key words: unsaturated soils, shear strength, matric suction, soil-water characteristic curve

中图分类号: 

  • TU 432
[1] 周凤玺, 高国耀, . 非饱和土中热−湿−盐耦合作用的稳态分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2050-2058.
[2] 洪本根, 罗嗣海, 胡世丽, 王观石, 姚康, . 基质吸力对非饱和离子型稀土抗剪强度的影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2303-2310.
[3] 周小文, 程 力, 周 密, 王 齐, . 离心机中球形贯入仪贯入黏土特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1713-1720.
[4] 陶高梁, 吴小康, 甘世朝, 肖衡林, 马 强, 罗晨晨, . 不同初始孔隙比下非饱和黏土渗透性 试验研究及模型预测[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1761-1770.
[5] 付宏渊, 刘 杰, 曾 铃, 卞汉兵, 史振宁, . 考虑荷载与浸水条件的预崩解炭质泥岩 变形与强度试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1273-1280.
[6] 王娟娟, 郝延周, 王铁行. 非饱和压实黄土结构特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1351-1357.
[7] 郑国锋, 郭晓霞, 邵龙潭, . 基于状态曲面的非饱和土强度准则及其验证[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1441-1448.
[8] 张景科, 单婷婷, 王玉超, 王 南, 樊 孟, 赵林毅, . 土遗址锚固土体-浆体(CGN+C)界面力学性能[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 903-912.
[9] 邱 敏, 袁 青, 李长俊, 肖超超, . 基于孔穴扩张理论的黏土不排水抗剪强度 计算方法对比研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1059-1066.
[10] 方瑾瑾, 冯以鑫, 赵伟龙, 王立平, 余永强, . 真三轴条件下原状黄土的非线性本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 517-528.
[11] 陈正汉, 郭 楠、. 非饱和土与特殊土力学及工程应用研究的新进展[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 1-54.
[12] 陈 曦, 曾亚武, 孙翰卿, 任树林, 刘 伟. 岩石节理峰值抗剪强度新模型[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 123-130.
[13] 张 磊, 刘 慧, 王铁行. 固结与不固结条件下黄土-混凝土接触面剪切试验[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 238-244.
[14] 陈瑞锋,田高源,米栋云,董晓强,. 赤泥改性黄土的基本工程性质研究[J]. , 2018, 39(S1): 89-97.
[15] 董金玉,王 闯,周建军,杨继红,李严威,. 泡沫改良砂卵石土的试验研究[J]. , 2018, 39(S1): 140-148.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 崔皓东,朱岳明. 二滩高拱坝坝基渗流场的反演分析[J]. , 2009, 30(10): 3194 -3199 .
[2] 赵洪宝,尹光志,李小双. 烧变后粗砂岩抗拉特性试验研究[J]. , 2010, 31(4): 1143 -1146 .
[3] 陈智强,张永兴,周检英. 基于数字散斑技术的深埋隧道围岩岩爆倾向相似材料试验研究[J]. , 2011, 32(S1): 141 -148 .
[4] 杜文琪,王 刚. 土工结构地震滑动位移统计分析[J]. , 2011, 32(S1): 520 -0525 .
[5] 鄢治华,刘志伟,刘厚健. 黄河阶地上某电厂高边坡参数选取及其工程治理[J]. , 2009, 30(S2): 465 -468 .
[6] 许振浩 ,李术才 ,李利平 ,侯建刚 ,隋 斌 ,石少帅. 基于层次分析法的岩溶隧道突水突泥风险评估[J]. , 2011, 32(6): 1757 -1766 .
[7] 温世清 ,刘汉龙 ,陈育民. 浆固碎石桩单桩荷载传递特性研究[J]. , 2011, 32(12): 3637 -3641 .
[8] 巩思园,窦林名,何 江,贺 虎,陆菜平,牟宗龙. 深部冲击倾向煤岩循环加卸载的纵波波速与应力关系试验研究[J]. , 2012, 33(1): 41 -47 .
[9] 李顺群 ,高凌霞 ,柴寿喜. 冻土力学性质影响因素的显著性和交互作用研究[J]. , 2012, 33(4): 1173 -1177 .
[10] 钟 声 ,王川婴 ,吴立新 ,唐新建 ,王清远. 点状不良地质体钻孔雷达响应特征 ——围岩及充填效应正演分析[J]. , 2012, 33(4): 1191 -1195 .