石家庄地区非饱和土抗剪强度的三轴试验研究

摘要

随着社会经济的发展，建筑业也随之飞速发展。高大建筑如雨后春笋不断地拔地而起，深基坑、高边坡工程层出不穷，这就对地基基础工程的设计与施工提出了更高的要求。同时，随着科技的进步和发展，人们对工程的经济性、合理性有了更深刻的认识和更高的要求，尤其是工程的安全性和经济性成为工程中的热点话题。在很多工程中地基基础所占的投资比例都很高。大量的理论研究和工程实践表明运用饱和土力学处理非饱和土力学的工程问题是不准确的，甚至可能会造成工程事故。这对工程的造价和安全等方面来说是不利的。因此，研究非饱和土的力学性质，在保证工程安全的前提下最大限度的利用非饱和土自身的强度和工程特性，成为了节约成本提高工程经济性的有效途径之一。由于对非饱和土的研究起步较晚，研究成果较少，所以，目前对非饱和土的认识无论是国外还是国内都还远远达不到工程需要的程度。对于河北省石家庄地区非饱和土的研究更是如此。因此，对非饱和土的力学性质尤其是抗剪强度特性的研究，无论对于土力学理论发展，还是对工程实践都是十分必要和有意义的。
　　本文利用TFB-1型非饱和土三轴仪，通过三轴试验对石家庄地区某基坑工程的非饱和粉质粘土进行了研究。通过试验得出了不同初始含水量下的土—水特征曲线。并对其进行了比较分析，证明其不仅与基质吸力有关还与初始含水量有关。、三轴固结排水剪切试验固结过程中排水量随着基质吸力的增加而增加，固结所用时间与进气值与围压的比值有关。在围压保持不变的情况下，主应力差随着基质吸力的增加有减小趋势，减小幅度不大，而有效大主应力σ1'却有增大趋势，并且增大幅度较大。土体剪切过程应力应变曲线呈非线性应变硬化趋势，破坏形态为鼓状破坏。围压不变的情况下，进气值在一定范围内变化，非饱和土破坏时有效主应力比σ1'/σ3'趋近一个常数。、三轴剪切试验表明该非饱和粉质粘土的粘聚力c随着进气值的增大而增大，而进气值（基质吸力）对有效内摩擦角的影响却很小。将这一规律运用到边坡稳定性计算、地基承载力计算和挡土墙设计的算例当中，可以看出充分利用非饱和土的性质对工程的经济性有很大提高。同时可以得知，水对于非饱和土的抗剪强度影响是非常大的，在岩土工程中要十分注意水对边坡稳定、地基承载力以及挡土墙受力等方面的影响。

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第一章 绪 论

1.1非饱和土简介

1.2非饱和土理论研究现状

1.3 非饱和土试验研究现状

1.4 课题研究的意义

1.5本文的主要工作

第二章 非饱和土三轴试验方案

2.1三轴试验简介

2.2试验仪器

2.3轴平移法的基本原理

2.4三轴剪切试验方案

2.5 试验步骤

第三章 试验数据处理与分析

3.1土—水特征曲线的测量

3.2三轴试验结果分析

3.3 抗剪强度指标分析

3.4本章小结

第四章 试验结果在工程中应用比较

4.1边坡稳定分析

4.2地基承载力计算

4.3土压力计算

4.4本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果

致谢