壓實(shí)黃土土-水特征曲線及其孔隙特征分析

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1、分類號(hào):TU410710-2015126008碩士學(xué)位論文壓實(shí)黃土土-水特征曲線及其孔隙特征分析謝瀟導(dǎo)師姓名職稱李萍副教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)名稱巖土工程論文提交日期2018年4月16日論文答辯日期2018年5月27日學(xué)位授予單位長(zhǎng)安大學(xué)Studyonsoil-watercharacteristiccurveandporecharacteristicsofcompactedloessADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:XieXiaoSupe

2、rvisor:AssociateProf.LiPingChang’anUniversity,Xi’an,ChinaI摘要黃土路堤、壩基以及平山造城工程的地基,都為非飽和黃土重塑壓實(shí)建造。土-水特征曲線是研究非飽和土的一個(gè)關(guān)鍵本構(gòu)關(guān)系。為了更好地理解重塑黃土的非飽和特性,本文以甘肅黑方臺(tái)黃土為研究對(duì)象,根據(jù)擊實(shí)曲線選取了低于最優(yōu)、最優(yōu)和高于最優(yōu)三種含水率和相應(yīng)干密度,利用壓實(shí)法制備重塑土樣。對(duì)原狀樣和壓實(shí)樣進(jìn)行壓汞法和掃描電鏡測(cè)試,并采用濾紙法測(cè)試了三種壓實(shí)樣的土水特征曲線,通過對(duì)其土水特征曲線和孔隙特征的分析對(duì)比,

3、取得如下成果:(1)根據(jù)壓汞法測(cè)試得到原狀和壓實(shí)樣的孔隙分布曲線,以0.2?m為界,將壓實(shí)黃土孔隙分布曲線分為宏觀孔隙和微觀孔隙。低于最優(yōu)含水率制備的土樣,孔隙分布曲線在宏觀孔隙和微觀孔隙范圍內(nèi)均存在峰值點(diǎn),與原狀樣的孔隙分布形態(tài)接近,其土水特征曲線符合雙降的特征;最優(yōu)和高于最優(yōu)含水率制備的土樣,僅在宏觀孔隙范圍內(nèi)存在峰值點(diǎn)。將原狀和壓實(shí)樣的孔隙分布曲線進(jìn)行分析對(duì)比,結(jié)果表明,壓實(shí)作用主要改變的是土樣宏觀范圍內(nèi)的孔隙分布,對(duì)微觀范圍內(nèi)的孔隙分布并沒有顯著的影響。(2)根據(jù)掃描電鏡的結(jié)果觀察,低于最優(yōu)和最優(yōu)含水率制備

4、的試樣,孔隙的連通性較好;高于最優(yōu)含水率制備的土樣,存在著一定數(shù)量的封閉孔隙。(3)分別采用Gardner、VanGenuchten和Fredlund&Xing方程對(duì)濾紙法實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,其中Fredlund&Xing方程的擬合效果最好,采用Fredlund&Xing方程,對(duì)低于最優(yōu)含水率土樣的土水特征曲線進(jìn)行分段擬合,擬合結(jié)果比整體擬合與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)更接近;三種壓實(shí)樣的增/減濕土-水特征曲線有一個(gè)交點(diǎn),交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的質(zhì)量含水率接近于由擊實(shí)曲線確定的最優(yōu)含水率。(4)利用孔隙分布曲線和微結(jié)構(gòu)圖像解釋了三種壓實(shí)樣土水特征

5、曲線的差異,并分析了三種壓實(shí)黃土土-水特征曲線回滯的原因。(5)分析可知壓汞法的進(jìn)汞過程類似于土體的減濕過程,通過取不同的接觸角,提出了根據(jù)孔隙分布計(jì)算增濕與減濕SWCC的方法。關(guān)鍵詞:壓實(shí)黃土,土-水特征曲線,孔隙分布特征,壓汞法IIAbstractThefoundationsoftheloessembankment,damfoundation,andthelandcreationareallconstructedbyunsaturatedcompactedloess.Thesoil-watercharacter

6、isticcurveisakeyconstitutiverelationshipforthestudyofunsaturatedsoils.Tohaveabetterunderstandoftheunsaturatedpropertiesofcompactedloess,ThispapertakesHeifangtaiLoessinGansuastheresearchobject,selectingthreecompactionwatercontent(dryofoptimum,optimum,andwetofop

7、timum)andtheircorrespondingdrydensitytomakeremoldingsoilsamplesbycompaction.Carryingonmercuryintrusionporosimetryandscanningelectronmicroscopytestforintactandcompctedloess,andtestingthesoil-watercharacteristiccurveofthecompactedloessbyfilterpapermethod,through

8、comparingandanalyzingtheirsoil-watercharacteristiccurveandporecharacters,haveachievedthefollowingresults:(1)Obtainedtheporedistributioncurveofintactandcompactedloess,dividedthethep

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