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非饱和黄土吸力与抗剪强度的试验研究

2013-08-16员康锋宿钟鸣孙志杰

员康锋,宿钟鸣,孙志杰

(山西省交通科学研究院黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室,山西太原030006)

非饱和土的分布非常广泛,房屋地基、路基填土基本上都处于非饱和状态。山西晋南地处黄土高原中东部,属于干旱半干旱气候条件,工程中所用的黄土常常位于地下水位以上,处于非饱和状态。非饱和土的研究必须考虑基质吸力作用带来的影响,侧重于基质吸力对强度的贡献[1-5]。在基坑工程中,地基非饱和土的基质吸力所产生的抗剪强度对于基坑的稳定有很大的贡献,一旦由于降雨或管道漏水等因素使土中含水率增加,造成吸力消减,便可能会引发基坑倒塌事故[5-8]。同样,许多天然边坡的失稳常是由于降雨使土的基质吸力丧失所造成的。

为了模拟真实的现场工程环境,使试验更加具有说服力,选取了山西晋南地区原状非饱和黄土进行相应的试验,并揭示出非饱和黄土基质吸力对黄土强度的影响规律,并在此基础上拟合出吸附强度随基质吸力变化的函数表达式,并求出极值。

1 试验用土

试验用土取自山西晋南地区禹门口提水东扩工程输水管道基坑,取土深度为地表以下2 m处,土呈褐黄色,粉质粘土,土质均匀,有少量虫孔。土样在现场削成边长为20~30 cm的立方体,标明上下方向,并用塑料纸和胶带包好,运回实验室(运输过程中尽量不扰动土样)。由于土层不均匀性,所制备试样的天然干密度在1.34~1.36 g/cm3之间变化。

对每个干密度下的试样,调整成8%的含水量。……

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