干密度和基质吸力对非饱和火山土抗剪强度特性的影响

摘要

为研究干密度和基质吸力对非饱和火山土抗剪强度特性的影响，本文以吉林省安图县火山土为研究对象，制备了3种干密度和6个含水率水平的火山土试样。采用压力板仪法测定不同密度火山土的土-水特征曲线，利用Van Genuchten模型进行土-水特征曲线拟合，经直接剪切试验获得不同含水率条件下试样的抗剪强度指标。结果表明：火山土的土-水特征曲线受干密度的影响，在相同体积含水率条件下，火山土基质吸力随着干密度的增加而增大。土的干密度与Van Genuchten模型进气值的倒数a、参数n、m以及残余含水率θ_r均具有良好的线性关系。土的内摩擦角φ和内聚力c随干密度的增大而增大，随基质吸力的增大，先增大后减小。火山土的抗剪强度受到干密度和基质吸力的共同影响。干密度增大不仅增强了颗粒之间的咬合，也减小了土体内部的孔隙，增大了基质吸力，从而导致火山土抗剪强度的提高。本研究建立了火山土的内摩擦角、内聚力与干密度、基质吸力的相关关系，为火山土地区岩土工程建设中强度参数的选取提供参考。

关键词

火山土 / 土-水特征曲线 / 干密度 / 基质吸力 / 抗剪强度特性

基金资助

国家自然科学基金(41972267)