巴东组风化软质泥岩土水特征研究

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1、2015年第4期西南公路龙称心，许天祥，吴银亮：巴东组风化软质泥岩土水特征研究力呈变大的趋势，其中在基质吸力小于800kPa阶0.60实验点段，体积含水率随基质吸力变化显著，800kPa以0.55VanGenuchtenFredlund3巴东组风化软质泥岩土水特征研究后，体积含水率随基质吸力的变化很小，最后趋于0.50Fredlund4一恒定值，这一值称为残余体积含水率。0.451.2　土水特征曲线数学模型的研究体积含水率0.40龙称心　许天祥　吴银亮为了选择合适的模型对土样的土水特征曲线进行0.35（中交第二公路勘察设计研究

2、院有限公司　湖北武汉　430052）模拟，分别选用了VanGenuchten模型、Fredlund3参0.3002004006008001000120014001600[1~4]数模型和Fredlund4参数模型对四种干密度下土样基质吸力/kPa[1]的土水特征曲线进行拟合。VanGenuchten模型具体3【摘　要】宜巴高速路线所经巴东县辖区内，广泛分布着一种三叠系中统巴东组紫红色泥岩，该地层强（a）干密度1.184g/cm试样土水特征曲线表达式为：风化层厚度大，因风化残坡积土土体强度较低，出现了许多工程地质问题。土水特征是

3、残坡积土层的重要特0.60θ-θ1实验点征，正确的了解残坡土层的土水特征对防止工程地质问题的发生具有重要的意义。本文以巴东组风化软质泥rVanGenuchten=nm（1）0.55Fredlund3岩为试验对象，在不同的干密度下，从土水特征曲线及崩解特性两个方面对残坡积土的土水特征进行研究，θs-θr[1+(αψ)]Fredlund40.50从而得出基质吸力随含水量的变化规律、干密度对土水特征曲线的影响规律及含水量对崩解性的影响规律，式中：对巴东组软岩残坡积土层地区的工程设计、施工具有重要的指导意义。0.45【关键词】水理性质

4、；水土特征曲线；基质吸力；崩解特性θ—土体的体积含水量；体积含水率0.40【中图分类号】U412【文献标识码】Aθs—饱和含水量；0.35θr—残余含水量；0.3002004006008001000120014001600ψ—土体的基质吸力；基质吸力/kPa3333g/cm、1.263g/cm、1.348g/cm、1.424g/cm）的试优化参数为θ、α、n、m。r0　引　言（b）干密度1.263g/cm3试样土水特征曲线样，对其进行土水特征的研究。参数α直接与空气进气值有关系；参数n控制土宜巴高速作为湖北骨架公路网的重要组成

5、部分，1.1　含水率与基质吸力关系的分析-10.60水特征曲线的斜率，参数m可等于1-n。实验点对我国经济建设实施由东向西、由南向北、由内陆经非饱和土的孔隙中不但充填有水，而且还有空[2]0.55VanGenuchtenFredlund3参数模型为：Fredlund3济向外向型经济发展战略具有极其重要的作用，本高气，水气分界面（收缩膜）具有表面张力，在非饱0.50Fredlund4θ1=（2）速公路途经路段地处秦岭山脉东南麓，区域地势复和土中，孔隙气压力与孔隙水压力不相等，并且孔θ[1n(1+(αψ)n)]m0.45s杂，地形

6、起伏大，基岩多为巴东组紫红色泥岩及泥灰隙气压力大于孔隙水压力，收缩膜承受着大于水压体积含水率0.40岩，强风化层厚度大，因强风化残坡积土土体强度降力的空气压力，这个压力差值称为基质吸力。基质Fredlund3参数模型与VanGenuchten模型参0.35[1]数意义相同，但模型中认为参与含水量θr为0，此低，再加上人类工程活动在斜坡坡脚开挖，为边坡位吸力通常是描述非饱和土的力学性质的重要参数。0.30移提供了临空面，从而造成边坡沿上覆残坡积层及软本次试验以三轴仪法对四组样品的基质吸力进模型适用于残余含水量较小的土样。0200

7、4006008001000120014001600基质吸力/kPa为了考虑残余含水量对模型的影响，在弱层的坡坏，出现了许多工程地质问题。水理特征是行测量，试验结果如图1所示。（c）干密度1.348g/cm3试样土水特征曲线岩土体的根本特征，分析土水相互作用特征及其作用0.60Fredlund3参数模型中增加了残余含水量这一参0.581.1840.561.263数，模型变为：0.65机理是解决岩土工程问题的基础，鉴于此，本文针对0.541.348实验点0.521.424θ-θr10.60VanGenuchten工作区上覆风化软质

8、泥岩，从土水特征曲线、崩解特0.50=（3）Fredlund3nm0.550.48θ-θ[1n(1+(αψ))]Fredlund4性两个方向对非饱和土体性质进行研究，对工程设0.46sr体积含水率0.440.50计、施工具有重要的指导意义。0.42其中Fredlund3参数模