非饱和土的抗剪强度公式的理论探讨及试验研究

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1、宣蠊夕l犬硕士学位论文非饱和土的抗剪强度公式的理论探讨及试验研究TheoreticalandExperimentalStudyonShearStrengthofUnsaturatedSoils作者：林森导师：李旭北京交通大学2013年6月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件

2、和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：械签字日期：加f弓年6月l鼋FI导师签名：蓐燃蝴期：乃l了移勿p中图分类号：XXXXUDC：XXXX学校代码：XXXX密级：公开北京交通大学硕士学位论文非饱和土的抗剪强度公式的理论探讨及试验研究TheoreticalandExperimentalStudyonShearStrengthofUnsaturatedSoils作者姓名：林森导师姓名：李旭学位类别：工科学科专业：地下工程学号：10121393职称：副教授学位级别：硕士研究方向：非饱和

3、土方向北京交通大学2013年6月致谢本论文的工作是在我的导师李旭副教授的悉心指导下完成的，李旭副教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来李老师对我的关心和指导。李老师悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向李老师表示衷心的谢意。李副教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，蔡国庆、李建师兄等对我论文中的理论研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢我的

4、父母亲，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学、Ip。．』E塞窒适厶堂亟±堂位途塞虫塞翅翌中文摘要摘要：在岩土工程实践中，土体经常是不饱和的，或者含有不饱和区域，其土体工程性质和饱和土存在很大的差异。尤其是，非饱和土体的强度和土体干湿状态有关，随土体吸力不同，土体强度存在很大的变化。目前关于非饱和土体强度方面，虽然国内外学者已经开展了大量的研究工作，但是对于不同性状非饱和土体强度随吸力变化的规律，学界还缺乏统一的认识，建立起广泛适用的土体强度公式。其中，扩展摩尔库伦准则虽然应用较广，但是存在不符合实际

5、情况的假定，在土体饱和度偏低的情况下，和实际情况相差较远。扩展有效应力原理，含有无法确定的系数Z，因此很难应用。本文围绕着土的抗剪强度展开研究工作。首先对非饱和土的基本概念、前人的抗剪强度模型、前人的试验理论数据进行简单的叙述，并对相关的抗剪强度模型进行了验证分析，认识到现阶段抗剪强度公式中主要是对于吸附强度的表达式不一致；其次根据土的微观结构和颗粒大小把土分成砂土、宽级配土及粘土三类，结合前人的理论基础上，通过分析微观机理来探讨非饱和土的吸附强度公式。最后对自己所做的砂土试验及他人做的粘土试验和宽级配试验

6、，进行了拟合曲线和其他抗剪强度模型分析比较，来验证所推公式的可行性和有效性。本文主要结论如下：1．通过分析微观机理和吸附强度的影响因素，总结前人的表达式中的观点，基于Vanapalli方程的公式以及Khalili方程进行了有效分析和整合，得到了全面的统一的抗剪强度模型，涵盖了砂土、粘土、宽级配土的抗剪强度公式，并对高吸力条件下的粘土进行了个别分析，认为粘土到达高吸力阶段，吸附强度曲线出现“胶着”“硬化”的现象。2．比较Khalili方程、Yang方程以及本文对于吸附强度的拟合效果，通过误差分析发现，本文基于

7、Vanapalli方程和Khalili方程的Lin—Li模型公式的拟合效果最好。关键词：非饱和土；抗剪强度；土水特征曲线；基质吸力；拟合分类号：ABSTRACTABS’l。RACT：Ingeotechnicalengineeringpractice，thesoilisoftenunsaturated，orpartly-saturated，thereisabigdifferencebetweentheminsoilengineeringproperties．Inparticular,thestrengthof

8、unsaturatedsoilisrelatedwiththesoildrystate．Thereisabigchangeinsoilstrengthwithdifferentsoilsuction．Currentlyonthestrengthofunsaturatedsoils，althoughscholarshavedonealotofresearchwork，butfordifferenttraitsofu