大氣作用下土體強度衰減及裂隙開展研究.pdf

1、土體位于地球的最外圈層，大氣作用對其影響非常敏感。當土體蒸發(fā)速率大于水分補給時，土體趨于干燥；當土體受到降雨入滲時，土體趨于濕潤。在這種干濕交替的作用之下，土體自身會發(fā)生一系列的物理化學(xué)作用，宏觀表現(xiàn)為強度衰減。另外，持續(xù)的蒸發(fā)作用也會導(dǎo)致土體的干裂。本文以紅粘土、膨脹土為研究對象，研究其在大氣作用下的強度衰減及裂隙開展規(guī)律，研究結(jié)果如下：
　　 (1)通過結(jié)合南寧武鳴紅粘土及南寧膨脹土在干濕循環(huán)下的強度衰減實驗數(shù)據(jù)，提出了土體

2、強度衰減數(shù)學(xué)擬合函數(shù)，經(jīng)驗證發(fā)現(xiàn)該函數(shù)具有較高的擬合精度，能夠較好的描述土體強度的干濕循環(huán)衰減規(guī)律；
　　 (2)對大氣作用下的土壤水份無規(guī)則的干濕變化，提出了利用雨流計數(shù)法的手段對其進行規(guī)則化，統(tǒng)計出不同含水量變化幅度下的干濕循環(huán)次數(shù)，并通過了具體的算例驗證了該方法的可行性；
　　 (3)根據(jù)試驗所得的土體在干濕循環(huán)下強度衰減規(guī)律，結(jié)合雨流計數(shù)法，建立了土體強度在干濕循環(huán)下累積衰減模式。對紅粘土邊坡進行了有限元數(shù)值模擬

3、，利用建立了的土體強度衰減模式計算出紅粘土在氣候作用下的強度衰減，并對邊坡進行了穩(wěn)定性分析，發(fā)現(xiàn)考慮干濕循環(huán)衰減后的安全系數(shù)要比不考慮時要??；
　　 (4)模擬了氣候作用下的南寧膨脹土吸力響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)數(shù)值計算所得結(jié)果與現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)較為接近，表明了數(shù)值手段的可行性。結(jié)合Morris提出的裂隙開展彈性力學(xué)理論，提出了南寧膨脹土開裂判斷條件。并對南寧膨脹土風(fēng)化深度裂隙開展進行了模擬，發(fā)現(xiàn)土性參數(shù)對膨脹土開裂深度存在較大的影響，本文根據(jù)土