了解厦门地区非饱和残积土抗剪强度的试验研究

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1、第５１卷第５期厦门大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．５１Ｎｏ．５２０１２年９月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉａｍｅｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）Ｓｅｐ．２０１２厦门地区非饱和残积土抗剪强度的试验研究陈东霞１，２＊，倪健２，张马秀２，林友强２，胡易２（１．浙江大学建筑工程学院，浙江杭州３１００５８；２．厦门大学建筑与土木工程学院，福建厦门３６１００５）摘要：非饱和残积土是厦门地区诸多填方工程的工程用土，而岩土工程的强度与稳定性问题都涉及到非饱和土的抗剪强度及其指标．采用滤纸法测定非饱和残积土的基质吸力，通过一系列的直接剪切试验，测定不同初始含水量状态下土的抗剪强度及其强度

2、指标．试验结果表明：基质吸力随着含水量、体积含水量或饱和度的增加而减小．当含水量小于１６％，体积含水量大于３５％或者饱和度大于７０％时，基质吸力对含水量的变化非常敏感．在低基质吸力区，抗剪强度随着基质吸力的增加显著增加，表观粘聚力随基质吸力的增大而线性增加；在高基质吸力区，强度随基质吸力的增加变化不大，表观粘聚力的增长速率减小．表观内摩擦角仅在基质吸力较小时增加而后可近似为某一定值．关键词：基质吸力；滤纸法；残积土；初始含水量；抗剪强度中图分类号：ＴＵ４１１．７文献标志码：Ａ文章编号：０４３８－０４７９（２０１２）０５－０８７７－０５［３］福建沿海地区花岗岩残积土分布十分广泛，主要

3、土的基质吸力．本文拟采用滤纸法测定非饱和土的［１］［４］分布于厦门、福州、福清、莆田、泉州、罗源等地．非饱基质吸力．刘小文等通过对非饱和土的基质吸力的和状态下的花岗岩残积土是厦门地区主要的工程用土研究，提出基质吸力对含水量的变化敏感性很强，孟长［５］之一，而大多数填方工程的强度问题、稳定性问题甚至江通过试验也认为非饱和土抗剪强度中的吸力与含变形问题都涉及到如何正确地评估土的抗剪强度．目水量关系密切．因此，为了解福建省沿海一带非饱和花前普遍采用饱和状态下残积土的抗剪强度指标作为设岗岩残积土基质吸力随含水量变化的规律，对一系列计参数进行强度或稳定性等问题的计算分析，这与实具有不同初始含

4、水量的非饱和土样通过滤纸法测定吸际情况有出入．若采用非饱和土的强度参数进行分析力，通过直接剪切试验测定土的抗剪强度以及其抗剪计算将使其结果更加合理．强度指标．根据非饱和土力学理论，非饱和土中存在的基质吸力对土的性质有着十分重要的影响．因此，研究非饱１试验土样的基本物理性质和土的基质吸力必要性显而易见．几十年来，许多国内外学者对基质吸力的测量和评估做了大量的工作，目本次试验用土取自厦门某实验室旁开挖的基坑内前常用的有以下几种方法：改进三轴仪法、张力法、探地基土，土样呈棕褐色，基本物理性质：天然含水量在针法、时域反射法、电导传感器法、热导传感器法、滤纸１３．８８％～３８．０１％，土颗粒

5、的相对密度Ｇｓ＝２．６９，天法［２］３．滤纸法与其他吸力测量设备相比，具有简便、便然容重γ＝１９．１ｋＮ／ｍ，天然孔隙比ｅ＝０．８６４．通过宜等特点，近年来已被广泛认可使用．１９８０年Ｍｃ－液塑限联合测定，液限ＷＬ＝３８．６６％，塑限Ｗｐ＝Ｑｕｅｅｎ在机场跑道工程以及１９８４年Ｃｈｅｎｇ和Ｆｒｅｎｄ－２３．７８％，塑性指数Ｉｐ＝１４．９．福建地区花岗岩残积土［３］ｌｕｎｄ在膨胀土工程都使用滤纸法量测土中吸力．滤中的粘性土大致分３类：残积粘性土、砂质粘性土和砂［６］纸法是建立在滤纸能够与具有一定吸力的土达到平衡砾质粘性土．结合本次试验土样的外观特征以及以的假设基础上对土的吸力进行测定

6、．当滤纸与土样直上土的物理性质指标，可以初步判断试验土样为砂质接接触时，土与滤纸之间的水分或水蒸气交换可以达粘性土．到平衡，滤纸的平衡含水量通过一定的公式计算即得２试样的制备及试验方法收稿日期：２０１２－０３－２０基金项目：厦门大学２０１１年度大学生创新性实验计划项目２．１试样制备　　＊通信作者：ｄｏｎｇｘｉａｃｈｅｎ＠ｘｍｕ．ｅｄｕ．ｃｎ土样是通过计算理论需水量控制含水量，用喷雾·８７８·厦门大学学报（自然科学版）２０１２年器将水喷洒在散装土样上拌至均匀，并分别装袋静置力，并将其进行直接剪切试验，试验结果如表２所示．１～２ｄ直至土样含水量均匀分布．然后采用轻型击实试验的方法，采用

7、５层击实，每层标准击数为２７击．３试验结果与分析试验设计的不同初始含水量为９％、１１％、１３％、１５％、１７％、１９％、２１％、２３％，实测的初始含水量为３．１干密度与饱和度的关系９．０１％、１１．６８％、１３．８９％、１５．２４％、１７．２８％、根据击实试验结果得到干密度与饱和度的数据，１９．０３％、２１．３６％、２２．４５％．具体的试样方案如表１所通过对实验所得８个点进行拟合，分别得到含水量、饱示．在试验中击实试验试样为击实筒土样；每个击实筒和度与干密度间的关系，