不同应力状态和初始干密度的非饱和黄土水力学行为研究

摘要

【目的】对不同应力状态下干密度对非饱和黄土水力特性影响进行了研究，为边坡稳定性和地基沉降等工程问题提供科学指导。【方法】通过各向同性压缩（ISO）和一维压缩（1D）制备了相同初始干密度的试样，进行了一系列压力板试验和两步流出试验，分别研究了不同应力状态下干密度对非饱和黄土的持水特征曲线和非饱和渗透系数的影响。【结果】试验结果表明，应力状态对持水特征曲线有显著影响（即1D试样的持水能力高于ISO试样）。随干密度增大，持水能力差异呈现先增后减的趋势，且在初始干密度为1.45 g/cm³时差异达到最大值（11.4%），主要原因是一维压缩应力状态下，土体具有更扁平的孔隙结构，其次应力状态影响进气值规律与持水能力差异相同，对脱湿速率影响较小（即小于0.01）。在给定饱和度下，ISO和1D试样的相对渗透系数差异很小（即小于0.01），这表明在本试验的研究范围内，相对渗透系数受应力状态的影响有限。此外，在给定的饱和度下，随着干密度的降低，相对渗透系数增加了约五倍。这可归因于随干密度增加，孔隙之间连通性减弱，从而使得土体中的渗透路径更复杂。

关键词

持水特征曲线 / 相对渗透系数 / 应力状态 / 初始干密度