非饱和土力学试验技术_建筑雕塑

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前言

QIANYAN 非饱和土的分布十分广泛，与基础设施建设紧密相关的天然地表土几乎都是非饱和土，如土石坝、路基和机场跑道等压实土都处于非饱和状态，存在湿化变形、湿陷...

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第1章　吸力量测及控制技术

天然地表土通常处于非饱和状态，特别在干旱及半干旱地区。非饱和土材料广泛应用于路基、建筑物地基、垃圾填埋场和核废料深层地质处置等工程领域。非饱和土的工程性质研究已...

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1.1　非饱和土中吸力的概念

土体吸力是由许多物理和物理化学作用产生的作用力（Lu和Likos，2004）。吸力在非饱和土力学中定义为应力状态变量，它在解释非饱和土的力学性状方面具有重要意义...

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1.2　基质吸力直接量测

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1.2.1　张力计法

张力计法是一种直接量测土体负孔隙水压的方法，孔隙气压通常等于现场大气压力，由孔隙气压减去负孔隙水压即得到基质吸力。张力计法采用的仪器为张力计（Tensiomet...

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1.2.2　高含水率土体基质吸力测试

含水率较高的土体对应的基质吸力小，内部孔隙水压低。Fredlund和Rahardjo（1993），Delage和Cui（2000）介绍了可以量测低孔隙水压的技术...

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1.3　吸力间接量测

上节介绍了基质吸力的直接量测方法，本节将介绍基质吸力、总吸力及渗透吸力的间接测量方法。...

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1.3.1　基质吸力的间接量测

在高吸力的范围，基质吸力很难直接量测（Fredlund和Xing，1994），需要使用间接量测的方法。基质吸力的间接量测方法通常是利用标准多孔材料制作成传感器...

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1.3.2　滤纸法

滤纸法量测土中吸力，最早由Gardner（1937）提出，此后许多学者对滤纸法进行了大量研究（Harrison和Blight，1998；Ophori和Mahar...

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1.3.3　湿度计法

土中水的自由能（即总吸力）可根据测得的土中水的蒸汽压或土中的相对湿度来确定。可用湿度计（Psychrometer）直接量测土孔隙中的气体或土附近空气的相对湿度，...

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1.3.4　挤液法

挤液法（Pore Fluid Squeezing Method）是间接量测土体渗透吸力较常用的方法之一（Fredlund和Rahardjo，1993）。该方法通...

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1.4　吸力控制技术

除了以上介绍的吸力直接量测与间接量测方法外，实验室中经常会用到以下3种吸力控制技术，分别为轴平移控制技术、半渗透控制技术和相对湿度控制技术。...

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1.4.1　轴平移控制技术

在大气压力下，非饱和土试样的孔隙水压是负值。水室中的水压力如果是负压，水会汽化，即原本溶解在水中的空气，由于压力降低而释放出来变成气泡，就会影响水压力的量测。只...

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1.4.2　半渗透控制技术

半渗透控制技术的研究已经有几十年的历史了，1961年生物学家Lagerwerff等（Lagerwerff等，1961）首次提出了渗析的方法。Kassif和Ben...

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1.4.3　相对湿度控制技术

相对湿度控制技术通常也可称为蒸汽平衡技术（Vapour Equilibrium Technique，VET），是目前最常用的高吸力控制技术。国内外许多学者对蒸汽...

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第2章　非饱和土渗透试验

非饱和土渗透特性是许多工程中需要关注的关键问题，例如土坡、堤坝、垃圾填埋场等，特别是在核废物地下处置、能源地下储存和深埋等地下工程中。确定土体的渗透性并准确量测...

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2.1　非饱和土中水和气的运移规律

非饱和土孔隙中存在水、气两相，它们有各自的渗透流动规律。气相对水相的运动将会起到阻滞或推动作用，使得非饱和土中水相的运动规律要比饱和土中水相的渗流运动行为更加复...

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2.2　液体在土体中的流动及测试

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2.2.1　水相流动定律

土体中水相的流速与其水力梯度成正比，服从Darcy定律式中 vw——水相的流速，或水流通量；　　 kw——水相渗透系数，代表当水力坡度为1时液体在土体的渗...

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2.2.2　稳态法测定水相渗透系数

2.2.2.1　实验原理稳态法是在试样的两端施加稳定的水压差，待试样中渗流稳定后通过量测渗透流量来计算试样的水相渗透系数，传统的常水头法即属于此类，属于典型的...

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2.2.3　非稳态法测定水相渗透系数

非稳态法通常用来量测水相渗透系数较低的黏性土的渗透特性。瞬时截面法（Instantaneous Profile Method）是非稳态法中测量非饱和土水相渗透系...

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2.3　气体在土体中的流动及测试

气体渗透特性是非饱和土的一项基本性质。气体通过非饱和土层中的渗流广泛地存在于基础工程、地下工程以及石油、天然气开采等工程领域。在国民经济中有重要意义的产业都有其...

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2.3.1　空气流动定律

非饱和土中的气相分为封闭气泡和连续气相两种形式。当饱和度大于90%左右时，气相变成封闭的，空气流动变成通过孔隙水扩散的过程（Matyas，1967）。当饱和度降...

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2.3.2　非饱和土渗气特性的测定

为了研究非饱和土的渗气特性，国内外学者开展了大量的试验研究。Ladd（1960）对压实土的渗气系数随土的含水率或饱和度的关系进行了研究；Matyas（1967）...

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2.3.3　渗气试验存在的问题

应力变化不仅仅引起孔隙率的改变，而且还会改变土体的饱和度。孔隙气压或孔隙水压的改变会引起土体基质吸力的变化，从而导致土体中水体积甚至土的总体积发生改变。以上这些...

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第3章　非饱和土变形试验

非饱和土分布很广，其种类也很多，不同的非饱和土，表现出来的变形特性也各有不同。比如，对黄土等湿陷性土而言，降雨会引起土体结构的坍塌，造成湿陷变形；对膨胀土而言，...

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3.1　压缩试验

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3.1.1　概述

非饱和土压缩试验可分为不控制吸力条件下的压缩试验以及控制吸力条件下的压缩试验。不控制吸力条件下的压缩试验，其试验方法及步骤与饱和土的压缩试验类似，采用的仪器为一...

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3.1.2　非饱和土压缩仪

与上述三种吸力控制技术相对应，非饱和土压缩仪也可以大致分为三类，以下分别对三类仪器的结构构造和技术原理作简要介绍。 3.1.2.1　轴平移技术控制吸力的非饱和土...

《非饱和土力学试验技术》简介

前言

目录

第1章　吸力量测及控制技术

1.1　非饱和土中吸力的概念

1.2　基质吸力直接量测

1.2.1　张力计法

1.2.2　高含水率土体基质吸力测试

1.3　吸力间接量测

1.3.1　基质吸力的间接量测

1.3.2　滤纸法

1.3.3　湿度计法

1.3.4　挤液法

1.4　吸力控制技术

1.4.1　轴平移控制技术

1.4.2　半渗透控制技术

1.4.3　相对湿度控制技术

第2章　非饱和土渗透试验

2.1　非饱和土中水和气的运移规律

2.2　液体在土体中的流动及测试

2.2.1　水相流动定律

2.2.2　稳态法测定水相渗透系数

2.2.3　非稳态法测定水相渗透系数

2.3　气体在土体中的流动及测试

2.3.1　空气流动定律

2.3.2　非饱和土渗气特性的测定

2.3.3　渗气试验存在的问题

第3章　非饱和土变形试验

3.1　压缩试验

3.1.1　概述

3.1.2　非饱和土压缩仪

《非饱和土力学试验技术》简介

前言

目录

第1章 吸力量测及控制技术

1.1 非饱和土中吸力的概念

1.2 基质吸力直接量测

1.2.1 张力计法

1.2.2 高含水率土体基质吸力测试

1.3 吸力间接量测

1.3.1 基质吸力的间接量测

1.3.2 滤纸法

1.3.3 湿度计法

1.3.4 挤液法

1.4 吸力控制技术

1.4.1 轴平移控制技术

1.4.2 半渗透控制技术

1.4.3 相对湿度控制技术

第2章 非饱和土渗透试验

2.1 非饱和土中水和气的运移规律

2.2 液体在土体中的流动及测试

2.2.1 水相流动定律

2.2.2 稳态法测定水相渗透系数

2.2.3 非稳态法测定水相渗透系数

2.3 气体在土体中的流动及测试

2.3.1 空气流动定律

2.3.2 非饱和土渗气特性的测定

2.3.3 渗气试验存在的问题

第3章 非饱和土变形试验

3.1 压缩试验

3.1.1 概述

3.1.2 非饱和土压缩仪

第1章　吸力量测及控制技术

1.1　非饱和土中吸力的概念

1.2　基质吸力直接量测

1.2.1　张力计法

1.2.2　高含水率土体基质吸力测试

1.3　吸力间接量测

1.3.1　基质吸力的间接量测

1.3.2　滤纸法

1.3.3　湿度计法

1.3.4　挤液法

1.4　吸力控制技术

1.4.1　轴平移控制技术

1.4.2　半渗透控制技术

1.4.3　相对湿度控制技术

第2章　非饱和土渗透试验

2.1　非饱和土中水和气的运移规律

2.2　液体在土体中的流动及测试

2.2.1　水相流动定律

2.2.2　稳态法测定水相渗透系数

2.2.3　非稳态法测定水相渗透系数

2.3　气体在土体中的流动及测试

2.3.1　空气流动定律

2.3.2　非饱和土渗气特性的测定

2.3.3　渗气试验存在的问题

第3章　非饱和土变形试验

3.1　压缩试验

3.1.1　概述

3.1.2　非饱和土压缩仪