基质吸力在不同干密度下对非饱和红土抗剪强度的影响
2017-03-21刘星志陈小燕符思华刘小文叶云雪
中国农村水利水电 2017年3期
刘星志,陈 铭,陈小燕,符思华,刘小文,叶云雪
(1.南昌大学 建筑工程学院,南昌 330031;2.江西科技师范大学 建筑工程学院,南昌 330031)
0 引 言
饱和土体的强度可用基于有效应力原理的摩尔-库仑强度理论来描述,但在实际工程中,大多数的岩土工程问题基本都属于非饱和土的范畴。因此,研究非饱和红土的强度特性具有重要的理论和实际意义。在边坡问题中,非饱和土体的基质吸力所产生的抗剪强度会对边坡稳定性提供很大的贡献,但一旦降雨过大使得土中含水率增高,基质吸力部分所提供的抗剪强度就会大大地降低,从而导致边坡稳定性降低[1]。所以,在非饱和土中讨论基质吸力对土体抗剪强度的影响具有十分重要的意义。
对于基质吸力的量测国内外许多学者进行了大量的工作。基质吸力测量方法有张力计法、热传导传感器法、滤纸法,探针法、压力板仪法等[2]。压力板仪法相对于其他试验方法精度高,装置也并不复杂,适用于室内试验,能更准确测得土-水特征曲线,近些年众多学者[3-5]用不同型号的压力板仪测得了各类型土的土-水特征曲线。
目前非饱和土抗剪强度公式的建立主要是以饱和土的摩尔-库仑强度公式为基础,加入基质吸力而得到的。摩尔-库仑抗剪强度公式通常表示为[6]:
τf=c+σtanφ
(1)
式中:τf为抗剪强度;c为黏聚力;σ为正应力;φ为内摩擦角。
Bishop(1954年)[7]提出非饱和土试样破坏时的抗剪强度公式:
τf=c′+[(σ-ua)+χ(ua-uw)]tanφ′
(2)
式中:c′为饱和土有效黏聚力;φ′为饱和土有效内摩擦角;(σ-ua)是当土体破坏时,破坏面上的净法向应力;……
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