岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (4): 1195-1202.doi: 10.16285/j.rsm.2019.0785

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

土−水特征曲线测量过程中孔隙分布的演化规律探讨

牛庚1，邵龙潭1，孙德安2, 3，韦昌富3，郭晓霞1，徐华4   

  1. 1. 大连理工大学 工程力学系 工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁 大连 116085；2. 上海大学 土木工程系，上海 200444； 3. 桂林理工大学 广西建筑新能源与节能重点实验室，广西 桂林 541004；4. 山东省海河流域水利管理局，山东 济南 250100
  • 收稿日期:2019-04-30 修回日期:2019-07-05 出版日期:2020-04-11 发布日期:2020-07-01
  • 作者简介:牛庚，男，1991年生，博士研究生，主要从事非饱和土力学的研究
  • 基金资助:
    国家自然科学基金（No.51479023，No. 11372078）

Evolution law of pore-size distribution in soil-water retention test

NIU Geng1, SHAO Long-tan1, SUN De-an2, 3, WEI Chang-fu3, GUO Xiao-xia1, XU Hua4   

  1. 1. State Key Laboratory of Structural Analysis of Industrial Equipment, Department of Engineering Mechanics, Dalian University of Technology, Dalian, Liaoning 116085, China; 2. Department of Civil Engineering, Shanghai University, Shanghai 200444, China; 3. Guangxi Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Guilin University of Technology, Guilin, Guangxi 541004, China; 4. Shandong Province Administration of Haihe River Basin, Jinan, Shandong 250100, China
  • Received:2019-04-30 Revised:2019-07-05 Online:2020-04-11 Published:2020-07-01
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51479023, 11372078).

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摘要： 测量了在宽广吸力范围内原状样和压实样的脱湿持水曲线，对比分析了单双峰结构持水性能的差异；并利用压汞试验测试两种土样在脱湿过程的孔隙分布，分析了两者的差异并探讨了脱湿过程孔隙的演化规律；在考虑收缩变形的基础上，基于孔隙分布曲线确定了土?水特征曲线的基本参数。试验结果表明：原状样在宽广吸力范围内基本上呈单峰孔隙结构；饱和压实样具有单峰孔隙结构，随着吸力的增加，双峰结构越来越明显，当吸力达到很大时，演化成完全双峰孔隙结构。原状样的持水曲线为经典的S形，而压实样的持水曲线在过渡段出现了水平台阶状；低吸力段，压实样的持水曲线低于原状样，而高吸力段，两者的持水曲线基本重合。基于孔隙分布曲线确定了控制持水曲线进气值和残余值的孔径，并计算出对应的吸力值，其值更符合实际物理意义。

关键词: 土?水特征曲线, 孔隙分布, 压汞试验, 进气值, 残余值

Abstract: This paper is to measure the soil-water retention curves (SWRC) of undisturbed and compacted soil specimens and compare the differences in measured data between these two soils. The mercury intrusion porosimetry (MIP) tests are conducted to explore the difference in the pore size distributions (PSD) between the undisturbed and compacted specimens and investigate the evolution law of PSD during drying. By considering shrinkage during drying, the basic parameters of SWRC can be determined based on the PSD. The results show that the undisturbed specimens in the wide suction range exhibit a unimodal PSD. The saturated compacted-specimen exhibits a unimodal PSD, but becomes the bimodal structure obviously during further drying. The SWRC of undisturbed specimens has a typical shape of “S”, but the compacted specimens have a “horizontal stage” in the transition zone. The pore diameters governing the air entry value and residual value can be determined by the PSD of MIP tests, and then corresponding suctions can be calculated, which are consistent with the physical meaning.

Key words: soil-water retention curve, pore-size distribution, mercury intrusion porosimetry (MIP), air entry value, residual value

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[1] 刘倩倩, 李舰, 蔡国庆, 李朋林, 李昕哲, . 全吸力范围的盐渍土持水特性的试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(3): 713-722.
[2] 郑方, 邵生俊, 佘芳涛, 袁浩, . 重塑黄土在不同基质吸力下的真三轴剪切试验[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 156-162.
[3] 房营光, 陈建, 谷任国, 巴凌真, 舒浩恺, . 基于有效比表面积修正的Kozeny-Carman方程 在黏土渗透中的适用性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(8): 2547-2554.
[4] 陈可, 曹文贵, 陈贺. 基于孔隙胀缩的土−水特征曲线滞后增量模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(10): 3236-3244.
[5] 雷华阳, 胡垚, 雷尚华, 祁子洋, 许英刚, . 增压式真空预压加固吹填超软土微观结构特征分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 32-40.
[6] 谈云志, 彭帆, 钱芳红, 孙德安, 明华军, . 石墨−膨润土缓冲材料的最优配置方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3387-3396.
[7] 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.
[8] 魏 星, 张 昭, 王 刚, 张建民, . 饱和砂土液化后大变形机制的离散元细观分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1596-1602.
[9] 张善凯, 冷先伦, 盛谦, 李彪, 周永强, . 卢氏膨胀岩在干湿循环作用下的胀缩特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4279-4288.
[10] 冯上鑫，柴军瑞，许增光，覃 源，陈 玺. 基于核磁共振技术研究渗流作用下土石混体细观结构的变化[J]. , 2018, 39(8): 2886-2894.
[11] 牛 庚，孙德安，韦昌富，颜荣涛,. 基于孔径分布的全风化泥岩持水曲线推算[J]. , 2018, 39(4): 1337-1345.
[12] 孙德安，何家浩，高 游. 广吸力范围内压实红黏土的强度特性[J]. , 2017, 38(S2): 51-56.
[13] 陈 波，孙德安，高 游，李 健,. 上海软黏土的孔径分布试验研究[J]. , 2017, 38(9): 2523-2530.
[14] 武亚军，牛 坤，唐海峰，胡志刚，陆逸天，. 药剂真空预压法处理工程废浆中生石灰的增渗作用[J]. , 2017, 38(12): 3453-3461.
[15] 黄启迪，蔡国庆，赵成刚, . 非饱和土干化过程微观结构演化规律研究[J]. , 2017, 38(1): 165-173.
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[1] 姚仰平，侯 伟. 土的基本力学特性及其弹塑性描述[J]. , 2009, 30(10): 2881 -2902 .
[2] 徐金明,羌培,张鹏飞. 粉质黏土图像的纹理特征分析[J]. , 2009, 30(10): 2903 -2907 .
[3] 夏栋舟，何益斌，刘建华. 土-结构动力相互作用体系阻尼及地震反应分析[J]. , 2009, 30(10): 2923 -2928 .
[4] 易 俊，姜永东，鲜学福，罗 云，张 瑜. 声场促进煤层气渗流的应力-温度-渗流压力场的流固动态耦合模型[J]. , 2009, 30(10): 2945 -2949 .
[5] 刘振平，贺怀建，李 强，朱发华. 基于Python的三维建模可视化系统的研究[J]. , 2009, 30(10): 3037 -3042 .
[6] 杜佐龙，黄茂松，李 早. 基于地层损失比的隧道开挖对临近群桩影响的DCM方法[J]. , 2009, 30(10): 3043 -3047 .
[7] 冷伍明，杨 奇，刘庆潭，聂如松. 软基高桥台桩-土相互作用计算新方法研究[J]. , 2009, 30(10): 3079 -3085 .
[8] 朱泽奇，盛 谦，梅松华，张占荣. 改进的遍布节理模型及其在层状岩体地下工程中的应用[J]. , 2009, 30(10): 3115 -3121 .
[9] 孔位学，芮勇勤，董宝弟. 岩土材料在非关联流动法则下剪胀角选取探讨[J]. , 2009, 30(11): 3278 -3282 .
[10] 兰海涛，李 谦，韩春雨. 基于广义回归神经网络的边坡稳定性评价[J]. , 2009, 30(11): 3460 -3463 .
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