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非饱和黏土孔隙压力计算与实验研究
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林成功, 吴德伦
(重庆大学 区)土木工程学院, (" 重庆 #$$$#%)
摘
要: 根据有效应力理论, 以弹性理论和混合物理论为基础导出非饱和黏土孔隙压力的一般公式, 由此得出各向同性压缩和侧向
约束压缩两种情况下的孔隙压力计算公式 & 并对此两种情况进行试验证实.结果表明, 导出的孔隙压力公式与 '()*+,-. 公式构成 其中系数 ! 的试验结果中显示毛细压力对孔隙压力有一定的影响. 一致, 孔隙压力系数, 等向压缩, 侧向约束压缩, 非饱和黏土 关键词: 中图分类号: ##1 /0 文献标识码: 2 文章编号: ( 3$$$ 4 #%#5 1$$1) 4 $6$% 4 $7 $% 作者简介: 林成功, 山东福山人, 男, 重庆大学博士研究生, 台湾科技大学博士侯选人, 主要从事岩土工程方面的研究工作.
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[%] [6] 陈正汉 , 沈珠江等 都提出了不同模型, 推导了
!
概
述!
非饱和黏土孔隙压力的变化对黏土强度, 固结沉陷 其孔隙压力问题已提出了各 与剪力破坏等有很大影响,
[3, 表示 其中较为实用的是 '()*+,-. 模型 1], 种计算模型,
$ 的计算式.本文从弹性变形体理论和理想气体理论 对孔隙压力从理论上进行推导, 导出高饱和土的 出发, 然后, 对于特殊情况进行试验验证. $ 值等于饱和度,
孔隙压力 " 与应力!3 , 1 和!7 之间的增量关系: ! [ ! ( ! (3) !" B ! ! 7 C # ! 3 4 ! 7 ) ! ] 式中 对于饱和黏土, # , 为系数.若液体不可压, ! 对于完全干燥土,! B $.若土为完全弹性体, ! B 3; [7] 实验确定 # 值为 4 $ & % E 3 & %. # B 3D7 ,
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"#!
理论推导
孔隙压力一般公式 假设土壤为弹性体,在体积变化过程中, 温度保
持不变, 忽略界面相的影响, 不计空气压缩时的毛细作 , 用力.取单元体 !%!&!' ) 其初期有效应力为 !%P , ( 有效应力变化为 ! %P ,!&P 和 !&P 和 'P 经过 G ( 时间后, ! ! ! , 其尺寸变化为 G !% ) G !& ) G !' ) ( , ( 和( .设单元 ! 'P ! 则 体所包含的液体质量为 !) , 式中 (#) !) B #O *!+ 4 #O * O!+ * 为土体孔隙率; O 为水的孔隙率; F 为空气 * *
"FGH@@- IAFJ)K 对非饱和粉黏土提出一个可用于重 [#] 塑土, 饱和土, 正常固结或预固结土的孔隙压力公式 :
! ! !" B ! * 4( ) 4 !L 4 3) !3 4 !7 ) (1) " ( ( 1 4 !7 ) !L !L !L !) ! M 式中 !* 为平均应力; L 各向同性作用的初期固结 !