毛細(xì)水對(duì)潮濕粉細(xì)砂強(qiáng)度影響的理論分析.pdf

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1、第３３卷第５期長安大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．５２０１３年９月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈａｎｇａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｓｅｐｔ．２０１３文章編號(hào)：１６７１８８７９（２０１３）０５０００１０６毛細(xì)水對(duì)潮濕粉細(xì)砂強(qiáng)度影響的理論分析雷勝友（長安大學(xué)公路學(xué)院，陜西西安７１００６４）摘要：毛細(xì)現(xiàn)象使得潮濕粉細(xì)砂土間的接觸壓力增加，如何計(jì)算砂土在這種情況下的強(qiáng)度，這是一個(gè)難題。從毛細(xì)水提供附加小主應(yīng)力的角度出發(fā)，推導(dǎo)出了潮濕砂土在極限狀態(tài)下的強(qiáng)度表達(dá)式，并用該式計(jì)算了在不同含水量下潮濕粉細(xì)

2、砂土破壞時(shí)的大主應(yīng)力。研究結(jié)果表明：當(dāng)砂土中的毛細(xì)水量增加時(shí)，計(jì)算的大主應(yīng)力是先增大后減小，當(dāng)含水量大于１０％時(shí)，潮濕砂的大主應(yīng)力小于干砂的大主應(yīng)力值，當(dāng)達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，濕砂的大主應(yīng)力達(dá)到最小值；將大主應(yīng)力計(jì)算值與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的反算值進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)兩者比較接近；強(qiáng)度表達(dá)式中犉、犉隨含水量的變化情況表明，犉、犉１２１２皆隨含水量成二次函數(shù)變化；小主應(yīng)力增量隨含水量的變化情況，當(dāng)含水量在０～１１％的范圍變化時(shí)，小主應(yīng)力增量為正值，且存在一個(gè)最大值，則總的小主應(yīng)力是增加的，潮濕粉細(xì)砂的強(qiáng)度是增大的；當(dāng)含水量的變化范圍為１１％～３１％時(shí)，小主應(yīng)力增量

3、為負(fù)值，則總的小主應(yīng)力是減小的，潮濕粉細(xì)砂的強(qiáng)度也是減小的，以上計(jì)算結(jié)果同大主應(yīng)力增量是相對(duì)應(yīng)的。關(guān)鍵詞：道路工程；潮濕粉細(xì)砂；毛細(xì)現(xiàn)象；小主應(yīng)力增量；假粘聚力；含水量中圖分類號(hào)：Ｕ４１６．１；ＴＵ５２８．５７文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ犜犺犲狅狉犲狋犻犮犪犾犪狀犪犾狔狊犻狊狅犳犲犳犳犲犮狋狊狅犳犮犪狆犻犾犾犪狉狔狑犪狋犲狉狅狀狊狋狉犲狀犵狋犺狅犳狊犾犻犵犺狋狑犲狋狊犻犾狋狊犪狀犱ＬＥＩＳｈｅｎｇｙｏｕ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＨｉｇｈｗａｙ，ＣｈａｎｇａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００６４，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｅｒ

4、ｅｉｓｔｅｍｐｏｒａｒｙｃｏｈｅｓｉｏｎｉｎｓｌｉｇｈｔｗｅｔｓｉｌｔｓａｎｄｄｕｅｔｏｃａｐｉｌｌａｒｙｗａｔｅｒ，ｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｉｔｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｓａｎｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎａｌｍｉｎｏｒｐｒｉｎｃｉｐａｌｓｔｒｅｓｓｐｒｏｖｉｄｅｄｂｙｔｈｅｃａｐｉｌｌａｒｙｗａｔｅｒ，ｔｈｅａｕｔｈｏｒｄｅｄｕｃｅｄｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｆｏｒｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｓｌｉｇｈｔｗｅｔｓｉｌｔｓａｎｄｉｎｌｉｍｉｔｓｔａｔｅ，ａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｅｄｔｈｅ

5、ｍａｊｏｒｐｒｉｎｃｉｐａｌｓｔｒｅｓｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｍａｊｏｒｐｒｉｎｃｉｐａｌｓｔｒｅｓｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｉｒｓｔ，ａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｓ．Ｗｈｅｎｔｈｅｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｉｓｍｏｒｅｔｈａｎ１０％，ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｍａｊｏｒｐｒｉｎｃｉｐａｌｓｔｒｅｓｓｏｆｗｅｔｓａｎｄｉｓｌｅｓｓｔｈａｎｔｈａｔｏｆｄｒｙｓａｎｄ，ａｎｄｗｈｅｎｔｈｅｓａｎｄｉｓｓａｔｕｒａｔｅｄ，ｔｈｅｖａｌｕｅｓｏｆｃａｌ

6、ｃｕｌａｔｅｄｍａｊｏｒｐｒｉｎｃｉｐａｌｓｔｒｅｓｓｏｆｗｅｔｓａｎｄｒｅａｃｈｅｓａｍｉｎｉｍｕｍ．Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｍａｊｏｒｐｒｉｎｃｉｐａｌｓｔｒｅｓｓｅｓａｒｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｉｎｖｅｒｓｅｖａｌｕｅｓｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａ．Ｆｏｒｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆ犉１ａｎｄ犉２ｉｎｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｗｉｔｈｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ，犉１ａｎｄ犉２ｃｈａｎｇｅｗｉｔｈｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｉｎｑｕａｄｒａｔｉｃｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｆｏｒｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆａｄｄｉｔｉｏｎａｌｍｉｎｏｒｐｒｉｎ

7、ｃｉｐａｌｓｔｒｅｓｓｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ，ｗｈｅｎｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｃｈａｎｇｅｓｆｒｏｍｚｅｒｏｔｏ１１％，ｔｈｅｉｎｃｒｅｍｅｎｔｏｆｍｉｎｏｒｐｒｉｎｃｉｐａｌｓｔｒｅｓｓｉｓｐｏｓｉｔｉｖｅ，ａｎｄｐｏｓｓｅｓｓｅｓａｍａｘｉｍｕｍ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，收稿日期：２０１２１０１０基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（５９４７９０１７）；陜西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（９７Ｃ２２，２００１Ｃ０１）；地質(zhì)災(zāi)害防治與工程地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目（ＧＺ２００５０３，９９００７）；長安大

8、學(xué)土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)精品課程建設(shè)項(xiàng)目作者簡介：雷勝友（１９６５），男，陜西澄城人，教授，博士研究生導(dǎo)師，Ｅｍａｉｌ：ｒｏｎｇｒｏｎｇ１１０８５３１０＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ。２長安大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)