邓钟尉

(广州市城市规划勘测设计研究院，广东 广州 510060)

基于分形理论的非饱和土结构吸力定量计算

邓钟尉*

(广州市城市规划勘测设计研究院，广东 广州 510060)

已有的研究成果表明，非饱和土强度和变形特性在很大程度上是由结构吸力决定的。本文在可变结构吸力初步表达式的基础上，借鉴分形理论中的有关概念和方法，推导出不等粒径颗粒间可变结构吸力与土体含水量、干密度、孔隙比等的定量计算公式，并从理论上分析了可变结构吸力与含水量、干密度、孔隙比的关系。研究结果表明，可变结构吸力随着含水量的增大单调递减，随着干密度的增大单调递增，随着孔隙比的增大单调递减，与前人理论研究和试验研究结果一致。

非饱和土；分形理论；结构吸力；不等粒径；含水量

1 引 言

吸力[1]是非饱和土力学研究的基础性课题，非饱和土土力学的各种理论(如强度、渗流、变形等)基本上都是围绕吸力这一概念展开的，而对各种吸力的概念和本质认识的正确与否，直接影响到非饱和土有效应力原理及抗剪强度理论的建立。非饱和土的抗剪强度理论，学术界尚无法达成共识，汤连生团队[2～5]的研究结果表明：基于湿吸力及结构吸力的非饱和土有效应力原理概念清晰，物理意义明确，初步阐明了A.W.Bishop单应力状态变量[6，7]中参数χ和D.G.Fredlund双应力状态变量[8，9]中tanФb的物理意义，基于粒间吸力(包括湿吸力和结构吸力)的非饱和土抗剪强度理论，一方面统一了前人的研究成果，另一方面避免了在研究非饱和土强度理论中存在的误区，逐渐为国内外的众多学者所接受。……