非饱和污染粘性地基土承载力分析

摘要

本文通过非饱和土固结试验测定了非饱和土土-水特征曲线，并分析了体积含水率与基质吸力、饱和度与基质吸力的关系，得到了定量公式并绘制了相关曲线。
　　通过非饱和土固结排水剪切试验，测定四种基质吸力与四种竖向正应力下非饱和污染土抗剪强度，建立了非饱和污染粘土关于抗剪强度的竖向净正应力和基质吸力双变量关系模型，分析并绘制了非饱和土剪切破坏包面。借助土-水特征曲线得到的基质吸力与体积含水率、饱和度的关系，得到抗剪强度分别与试样体积含水率以及饱和度的模型公式。此外还对其抗剪强度的变化机理进行了分析。
　　借助基质吸力对粘聚力的作用，结合具体工程实例评价了非饱和土极限承载力的影响因素。对比计算了条形、圆形、方形基础的粘性土地基在饱和状态与非饱和状态下的极限承载力，定量得出基质吸力对于非饱和污染土样极限承载力的影响。分析得到基质吸力、体积含水率与极限承载力关系公式和关系曲线。分析了非饱和污染土极限承载力的变化机理。
　　最后，通过数值模拟非饱和土地基承载力验证了非饱和土极限承载力评价的准确性。通过FLAC3D模拟条形、圆形、方形基础条件下的非饱和土污染土极限承载力，模拟过程分别考虑非饱和因素影响和不考虑非饱和因素影响两种条件，对比两种条件下极限承载力差异，显示了非饱和基质吸力对抗剪强度的作用，并验证理论公式计算非饱和极限承载力的准确度。

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1绪论

1.1选题依据与意义（Basis and Significant of Topic）

1.2国内外研究现状（Present Research Situation at Home and Abroad）

1.3研究中存在的问题（Problems Existed in Present Research）

1.4研究方案(Research plan)

1.5论文主要研究成果（Major Fruits Achieved）

2 非饱和污染土样制备与土-水特征曲线的测试

2.1非饱和土污染土土样制备(Sample Preparation of Unsaturated Polluted Clay)

2.2土-水特征曲线测试(Test of Soil-Water Characteristic Curve)

2.3土-水特征曲线与拟合模型的建立(Soil-Water Characteristic Curve and Model Establishment)

2.4小结（Summary）

3 非饱和污染土抗剪强度参数变化规律分析

3.1非饱和土固结排水剪切试验设置(Setting of Consolidated Drained Shear Tests of Unsaturated Polluted Clay)

3.2四种基质吸力下非饱和污染土抗剪强度(Shear Strength of Unsaturated Polluted Clay Under Four Matric Suctions)

3.3四种竖向应力下非饱和污染土抗剪强度(Shear Strength of Unsaturated Polluted Clay Under Four Vertical Stresses)

3.4非饱和污染土抗剪强度模型(Shear Strength Model of Unsaturated Polluted Clay)

3.5抗剪强度与体积含水率及饱和度的关系(Relationship of Shear Strength and Water Volume Content and Saturation)

3.6非饱和污染土抗剪强度变化机理分析(Analysis of the Change of Shear Strength of Unsaturated Polluted Clay)

3.7小结（Summary）

4 非饱和污染土极限承载力和沉降变形分析

4.1基于实例的非饱和污染土极限承载力计算(Calculation of the Ultimate Bearing Capacity of Unsaturated Polluted Clay in Engineering Example)

4.2基质吸力对极限承载力的影响分析(Analysis of Impact of Matric Suction on Ultimate Bearing Capacity)

4.3体积含水率和饱和度对极限承载力的影响(Impact of Water Volume Content and Saturation on Ultimate Bearing Capacity)

4.4饱和污染土与非饱和污染土承载力对比分析与非饱和污染土承载力变化机理揭示(Analysis of Comparison of the Ultimate Bearing Capacity of Saturated and Unsaturated Polluted Clay, Analysis of Change of Shear Strength of Unsaturated Polluted Clay)

4.5非饱和污染土固结沉降特征分析（Analysis of Characteristic of Consolidation Settlement of Unsaturated Polluted Clay）

4.6小结（Summary）

5 某场地非饱和污染地基土极限承载力数值模拟分析

5.1 基于 FLAC3D 的非饱和污染地基土承载力数值模拟(Numerical Simulation of Bearing Capacity of Unsaturated Polluted Clay by FLAC3D)

5.2非饱和污染地基土承载力数值模拟（Numerical Simulation of Bearing Capacity of Unsaturated Polluted Clay）

5.3数值模拟极限承载力与非饱和污染土理论解对比分析（Analysis of Comparison of Numerical Simulation and Theoretical Solutions of the Ultimate Bearing Capacity of Unsaturated Polluted Clay）

5.4小结（Summary）

6 结论与建议

6.1 结论(Conclusions)

6.2 建议(Proposals)

参考文献

作者简历

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