含水率與非飽和土抗剪強度的關系

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1、含水率與非飽和土抗剪強度的關系地質XXX第X組小組成員：XXX，XXX，XXX，XXX土體強度是土體工程性質最直觀的體現(xiàn)，人們關心土體工程性質在很大程度上體現(xiàn)在對土體強度的考慮上。含水率與土體強度的關系很早以前就引起了巖土工程界的關注，現(xiàn)有實驗結果初步表明，含水率與非飽和土的強度絕不是簡單的線性關系或此消彼漲的關系。如何從定量的角度建立含水率與非飽和土強度的關系，對于巖土工程設計及穩(wěn)定性預測具有重要的意義。一，引言基質吸力的測定很復雜，所以在處理非飽和土的強度問題時，可以采用和飽和土一樣的方法，獲取它的黏聚力和內摩擦角。Τ=c+σt

2、anφc——廣義黏聚力φ——廣義內摩擦角影響土的抗剪強度的因素有很多，尤其對非飽和土來說，含水率的變化對強度參數(shù)的影響要大于其他因素，因為含水率的變化直接影響了它的一個重要的指標——基質吸力。二，非飽和土抗剪強度理論表12飽和度71.65℅→100℅黏聚力39.66→7.84，減少了80.23℅內摩擦角基本不變土樣含水率的變化與黏聚力成半對數(shù)關系；基質吸力與黏聚力成線性關系隨著含水率的增大，基質吸力的降低，土樣的黏聚力隨之下降，且變化幅度較大含水率的變化與內摩擦角的變化無規(guī)律可循，且變化幅度較小，因此可以認為含水率的變化對土樣內摩擦

3、角的變化影響不大。1，結合水——吸附在土粒子表面2，毛細水——包圍在土粒子接觸點周圍形成彎液面的自由水3，重力水——充滿土空隙的自由水3,1孔隙水的三種存在方式3,2根據(jù)土中水分的存在方式將非飽和土和土分為三種不同的非飽和形態(tài)：1，封閉非飽和形態(tài)——孔隙水以結合水和重力水存在，空隙內置有水水相連通。飽和度較高。3，過渡非飽和形態(tài)——土的空隙有大有小，大空襲因吸力小而處于懸垂水非飽和形態(tài)，小空隙因吸力大而處于封閉非飽和狀態(tài).2，垂懸水非飽和形態(tài)——僅以極少的毛細水存在，空隙中只有空氣相連通。土的吸力較大。三，理論解釋3,2,1,1懸垂

4、水非飽和狀態(tài)圖5當孔隙內彎液面水相互獨立（即處于懸垂水飽和形態(tài)）時（如圖5（a）），對1號土粒子，由吸力引起的粒子間應力P1,P6分別作用于該土粒子與其他兩粒子接觸面的垂直方向，不傳遞，所以僅有抑制土粒子滑動的作用（齊遵從摩擦準則），塑性變形是由土粒子間的滑動產生的，因此這種情況下吸力有抑制塑性變形提高土骨骼剛性的作用。3,2,1,2封閉非飽和狀態(tài)2，引起土的壓縮1，抵抗土的變形提高土骨骼的剛性圖5當孔隙內處于封閉非飽和狀態(tài)時，由吸力引起的壓縮力f1作用于連接該土粒子左右彎面連線的垂直方向。該力能傳遞（P2,P3就是作為f1的分力而

5、存在的），所以與有效應力有相同的作用：毛細水作用面積上的吸力和重力水作用面積上的吸力分別被為內部應力和有效應力。內部應力任何情況下都有保持土骨骼穩(wěn)定的作用，有效應力則不同。當孔隙內含毛細水時，同三粒子模型一樣，吸力（內部應力）有抑制土粒子滑動保持土骨骼穩(wěn)定的作用，當孔隙內充滿水時，吸力（有效應力）是模型受剪處于不穩(wěn)定狀態(tài)，這時由于重力無摩擦力平衡，會發(fā)生變形急劇增加的現(xiàn)象（即濕陷）。3,2,2,1四粒子模型圖6四粒子模型在懸垂水非飽和狀態(tài)中，吸力的增加只引起內部應力的增加，有效應力不變；在封閉非飽和狀態(tài)中，吸力的增加等于平均有效應力

6、的增加，太沙基有效應力原理基本適用；在過渡非飽和狀態(tài)中，吸力的增加既有有效應力增加，又有內部應力的增加。因此隨著含水率的增加，吸力將逐步降低，有效應力以及內部應力減小，導致非飽和土的強度指標減小。含水率研究非飽和土的強度和變形，實質上是研究如何定量的確定由吸力產生的有效應力和內部應力。3,3總結參考文獻【1】李兆平,張彌,趙慧麗.含水量的變化對非飽和土強度影響的實驗研究【J】.西部探礦工程,2001,71:1—3【2】盧肇鈞.粘性土抗剪強度研究的現(xiàn)狀與展望【J】.土木工程學報,1999，32（4）：582—587.【3】胡展飛,傅艷

7、蓉.基于不同初始含水量的軟粘土抗剪強度的實驗研究【J】.上海地質,2001（1）,38—42【4】沈珠江.廣義吸力與非飽和土的統(tǒng)一變形理論【J】.土木工程學報,1996，18（2）：1—9.謝謝！