基质势芯吸驱动下的粉质黏土路基水分迁移控制效果研究

摘要

道路结构的长期服役性能与路基湿化状态密切相关.本文针对降雨入渗下的细粒土路基水分迁移控制效果，选取我国黄河中下游流域典型粉质黏土路基填料，基于压力板仪试验获得了粉质黏土和芯吸土工布的水力学特性，构建了芯吸土工布加筋粉质黏土物理模型，开展了不同降雨强度下粉质黏土填料的水分迁移试验研究，探究了有无芯吸土工布作用下的粉质黏土路基含水率和基质吸力的演化规律.结果表明：芯吸土工布具有较高的水平渗透系数（2.2 cm/s）、较低的持水性和进气值（2.8 kPa），可在较低的基质吸力作用下实现水分的横向导排；降雨入渗下的土体内部水分迁移受重力势和基质势的共同作用，芯吸土工布的存在可使土层的基质吸力提高5.1～34 kPa，土工布上方土体受重力势和基质势共同驱动，水分由上向下迁移，但土工布下方的土体，基质势需要克服重力势作用，驱动水分从下向上迁移；芯吸土工布加筋土体的含水率由对照组的13.8%（小雨）～17.2%（大雨）降低至12.6%（小雨）～14.0%（大雨），可有效控制土体含水率在ω_opt+2%以内，这对于保障路基路面的长期服役寿命具有重要的实践价值.

关键词

粉质黏土路基 / 降雨入渗 / 湿度控制 / 芯吸土工布 / 基质势

基金资助

国家自然科学基金资助项目（52378353）; 山东省自然科学基金资助项目（ZR2021ME103）; 山东高速集团有限公司咨询课题（2020-sdhs-gsjt-020）; 山东省工业和信息化厅企业技术创新项目（202060804178）