土-水特征曲线的动态效应试验及模型研究

作     者：张高翔 刘艳 刘志强 ZHANG Gao-xiang;LIU Yan;LIU Zhi-qiang

作者机构：河北交通职业技术学院路桥工程系石家庄050091 北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京100044 河北省季冻区公路服役安全与预警技术创新中心河北石家庄050091 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2025年第46卷第1期

页      面：178-186,198页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(No.52278325) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(No.2023JBMC046) 

主　　题：土-水特征曲线 吸力增量 水力参数 动态效应 滞回模型 

摘      要：室内测量土-水特征曲线(soil-water characteristic curve,简称SWCC)往往需要很长的平衡时间,而实际土体的变化可能并不满足平衡时间要求。当时间尺度较小时,SWCC可能未达到平衡,此时如果仍采用平衡条件下土-水特征曲线来建立非饱和土的方程,就会产生误差。为此,研究了在非平衡条件下土-水特征曲线的动态效应,基于现有理论给出了土-水特征曲线参数与饱和度变化率的关系,并利用动态参数建立了动态毛细滞回模型。自主设计SWCC快速测量装置,针对粗砂和细砂开展了不同饱和度变化率情况下的土-水特征曲线测定试验。试验研究表明:(1)土-水特征曲线参数具有明显的动态效应;(2)进气值和残余饱和度并非定值,随饱和度变化率的不同有所改变;(3)利用试验结果对模型进行了验证,动态模型的预测结果与试验结果吻合较好,说明了该模型的合理性。本研究为解决非饱和土变形、强度和渗流问题提供了更加贴合实际的理论基础。