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非饱和膨胀土脱湿过程中的弹性模量研究
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作者 席人双 《铁道建筑》 北大核心 2024年第1期14-19,共6页
现有的理论与测试方法通常没有考虑非饱和作用对膨胀土弹性模量的影响,在处理降雨问题时会产生较大的误差。针对这一问题,本文研究了膨胀土在脱湿过程中的收缩变形特征,同时采用弯曲元以及应变控制仪获得了在小变形条件和有限变形条件... 现有的理论与测试方法通常没有考虑非饱和作用对膨胀土弹性模量的影响,在处理降雨问题时会产生较大的误差。针对这一问题,本文研究了膨胀土在脱湿过程中的收缩变形特征,同时采用弯曲元以及应变控制仪获得了在小变形条件和有限变形条件下膨胀土的弹性模量与含水率的变化关系。结果表明:随着土样饱和度降低,膨胀土发生了明显的收缩变形;小变形弹性模量远大于有限变形弹性模量,且土样的小变形弹性模量随着饱和度的降低迅速增大,而有限变形弹性模量则随着饱和度的降低变化幅度很小;含水率或基质吸力对非饱和土弹性模量的影响趋势与应变水平密切相关。 展开更多
关键词 非饱和膨胀土 弹性模量 试验研究 弯曲元 小变形 有限变形
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非饱和膨胀土的结构损伤模型及其在土坡多场耦合分析中的应用 被引量:25
2
作者 卢再华 陈正汉 +2 位作者 方祥位 郭剑峰 周海清 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2006年第7期781-788,共8页
针对原状膨胀土对气候变化反映敏感的特点和其具有胀缩性、裂隙性、超固结性等力学特性,以非饱和土力学和损伤力学为基础,建立了一个非饱和膨胀土的弹塑性损伤本构模型及相应的固结模型.把原状膨胀土看成是由未损部分和损伤部分的复合体... 针对原状膨胀土对气候变化反映敏感的特点和其具有胀缩性、裂隙性、超固结性等力学特性,以非饱和土力学和损伤力学为基础,建立了一个非饱和膨胀土的弹塑性损伤本构模型及相应的固结模型.把原状膨胀土看成是由未损部分和损伤部分的复合体,未损部分用非饱和土的非线性本构关系描述,损伤部分用损伤演化方程和两个屈服面(即,加载屈服面和剪切屈服面)描述.其中的损伤演化方程包括加载引起的损伤和干湿循环引起的损伤两个方面,用作者研制的CT_三轴试验确定.设计了相应的有限元程序UESEPDC;对非饱和膨胀土边坡进行了三相多场耦合问题的数值分析.分析分为4个阶段,得到了边坡在每一分析阶段的应力场、位移场、孔隙水压力场、孔隙气压力场、含水量场、基质吸力场、结构损伤演化场和塑性区扩展的动态图,较好地揭示了膨胀土边坡在开挖和气候变化条件下逐渐发生失稳滑动的现象及其机理. 展开更多
关键词 非饱和膨胀土 弹塑性损伤模型 固结 边坡 降雨 蒸发 数值分析
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非饱和膨胀土SWCC研究 被引量:56
3
作者 李志清 胡瑞林 +1 位作者 王立朝 李志祥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期730-734,共5页
研究土体吸力与含水量关系,对于非饱和土的变形和强度问题,有重要的应用价值。利用非饱和土三轴仪对膨胀土进行试验研究,比较系统地分析了矿物成分、孔隙结构、土体应力状态、应力历史等因素对土-水特征曲线的影响。尤其土的矿物成分和... 研究土体吸力与含水量关系,对于非饱和土的变形和强度问题,有重要的应用价值。利用非饱和土三轴仪对膨胀土进行试验研究,比较系统地分析了矿物成分、孔隙结构、土体应力状态、应力历史等因素对土-水特征曲线的影响。尤其土的矿物成分和孔隙结构是主要的影响因素。综合考虑各种因素的影响,通过室内和野外吸力量测,对土-水特征曲线进行拟合、比较,建立了幂函数模型。由土-水特征曲线可知,室内干湿循环土-水特征曲线具有明显的差异性,野外土-水特征曲线的差异性不明显,并与室内浸湿曲线相似。将野外曲线和浸湿曲线结合起来,推算非饱和状态下土的渗透性、抗剪强度等指标,可以较好地解决岩土力学问题。 展开更多
关键词 非饱和膨胀土 -水特征曲线 基质吸力 含水量 干湿循环
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降雨入渗对非饱和膨胀土边坡稳定性影响的参数研究 被引量:137
4
作者 姚海林 郑少河 +1 位作者 李文斌 陈守义 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第7期1034-1039,共6页
对非饱和膨胀土边坡在考虑暂态饱和-非饱和渗流的情况下进行了参数研究,研究的结果表明:裂隙的存在对边坡中孔隙水压力和体积含水量分布有较大影响,膨胀土渗透性越低越应注意裂隙的作用。
关键词 降雨入渗 非饱和膨胀土 边坡 稳定性
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非饱和膨胀土强度特性的常规三轴试验研究 被引量:40
5
作者 缪林昌 殷宗泽 刘松玉 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 2000年第1期121-125,共5页
以南阳膨胀土为例 ,对南阳膨胀土的强度特性进行了研究 ,依据常规三轴试验结果提出了非饱和膨胀土的吸力强度与饱和度之间的非线性关系式 .这一非线性关系式更便于在工程中推广应用 ,对有关工程的设计与施工具有实用价值 .
关键词 非饱和膨胀土 吸力强度 非线性关系式 强度特性
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温度对非饱和膨胀土抗剪强度和变形特性的影响 被引量:26
6
作者 谢云 陈正汉 李刚 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1082-1085,共4页
共进行了4组12个控制温度、净围压和基质吸力的膨胀土三轴排水剪切试验,分析了温度对重塑非饱和膨胀土抗剪强度和变形特性的影响。试验结果表明,随温度的升高,非饱和土的抗剪强度增加,初始切线杨氏模量增大。根据试验结果建立了考虑温... 共进行了4组12个控制温度、净围压和基质吸力的膨胀土三轴排水剪切试验,分析了温度对重塑非饱和膨胀土抗剪强度和变形特性的影响。试验结果表明,随温度的升高,非饱和土的抗剪强度增加,初始切线杨氏模量增大。根据试验结果建立了考虑温度影响的非饱和土抗剪强度公式和切线杨氏模量公式。 展开更多
关键词 非饱和膨胀土 三轴试验 温度影响 抗剪强度 切线杨氏模量
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非饱和膨胀土裂隙开展深度影响因素研究 被引量:16
7
作者 李培勇 杨庆 +1 位作者 栾茂田 汪东林 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期2967-2972,共6页
膨胀土的裂隙性是膨胀土区别于其他土类的重要特征之一,裂隙的存在严重影响着膨胀土体的工程特性。对非饱和膨胀土体的张拉裂隙开展深度进行研究,得出同时考虑非饱和膨胀土体有效黏聚力和内摩擦角的裂隙开展深度的线弹性理论关系式,并... 膨胀土的裂隙性是膨胀土区别于其他土类的重要特征之一,裂隙的存在严重影响着膨胀土体的工程特性。对非饱和膨胀土体的张拉裂隙开展深度进行研究,得出同时考虑非饱和膨胀土体有效黏聚力和内摩擦角的裂隙开展深度的线弹性理论关系式,并采用有效黏聚力折减系数来反映有效黏聚力在诸多因素影响下的折减效果,进一步推导出地表基质吸力开裂值的表达式和膨胀土层不受地下水位深度影响时的裂隙开展深度表达式。研究结果表明,非饱和膨胀土张拉裂隙开展深度与土体的有效黏聚力、内摩擦角、泊松比、地表基质吸力、地下水位深度以及有效黏聚力折减系数有着密切的关系,但影响程度相对不同;地表基质吸力只有达到地表基质吸力开裂值以后,膨胀土体才会由于基质吸力的作用而产生表面开裂,地表基质吸力开裂值可以作为膨胀土体地表开裂的理论判据之一;当地下水位深度趋于无限大时,非饱和膨胀土张拉裂隙开展深度会达到一个极限值,此极限值可作为膨胀土层不受地下水位深度影响时的裂隙开展深度值。 展开更多
关键词 力学 非饱和膨胀土 裂隙开展深度 有效黏聚力 有效内摩擦角 地表基质吸力开裂值 有效黏聚力折减系数
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非饱和膨胀土强度及变形特性试验研究 被引量:22
8
作者 韩华强 陈生水 郑澄锋 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期1872-1876,共5页
利用可控吸力的VJ非饱和三轴仪对新疆膨胀土的强度和变形特性随干密度和吸力的变化规律进行了试验研究,结果表明:非饱和膨胀土的胀缩特性不仅取决于其干密度及所承受的围压,而且还与其吸力大小密切相关,且随吸力增大其剪胀特性增强。非... 利用可控吸力的VJ非饱和三轴仪对新疆膨胀土的强度和变形特性随干密度和吸力的变化规律进行了试验研究,结果表明:非饱和膨胀土的胀缩特性不仅取决于其干密度及所承受的围压,而且还与其吸力大小密切相关,且随吸力增大其剪胀特性增强。非饱和膨胀土的吸力和干密度对黏聚力影响也十分明显,随吸力和干密度增大,非饱和膨胀土的黏聚力呈非线性增大,且增幅明显,而对有效内摩擦角则几乎没有影响,Fredlund双变量理论中的吸力内摩擦角?b并不是一个常量,而是吸力区间内的连续减函数。 展开更多
关键词 非饱和膨胀土 三轴试验 强度 变形
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考虑裂隙非饱和膨胀土边坡入渗模型与数值模拟 被引量:71
9
作者 袁俊平 殷宗泽 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期1581-1586,共6页
包含裂隙的非饱和膨胀土中的渗流具有随时间变化的特性。采用常规试验测定非饱和膨胀土膨胀时程曲线,定量地描述了膨胀土中裂隙在入渗过程中逐渐愈合的特征, 建立了考虑裂隙的非饱和膨胀土边坡入渗的数学模型;用有限元数值模拟方法分析... 包含裂隙的非饱和膨胀土中的渗流具有随时间变化的特性。采用常规试验测定非饱和膨胀土膨胀时程曲线,定量地描述了膨胀土中裂隙在入渗过程中逐渐愈合的特征, 建立了考虑裂隙的非饱和膨胀土边坡入渗的数学模型;用有限元数值模拟方法分析了边坡地形、裂隙位置、裂隙开展深度及裂隙渗透特性等对边坡降雨入渗的影响。结果表明, 坡上位置的裂隙对边坡入渗影响较大;裂隙对边坡入渗的影响随裂隙深度的增大而增大,且存在一最大的影响程度;裂隙的存在加快了膨胀土的入渗速率;考虑裂隙随入渗而愈合时, 入渗达到平衡的时间有所延长。 展开更多
关键词 裂隙 非饱和膨胀土边坡 入渗模型 有限元法 愈合
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考虑温度影响的重塑非饱和膨胀土非线性本构模型 被引量:20
10
作者 谢云 陈正汉 李刚 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1937-1942,共6页
以非饱和土的非线性模型为基础,通过对土性参数的修正和考虑温度本身引起的土的变形,建立了考虑温度效应的重塑非饱和膨胀土的本构模型。该模型包括土骨架的本构关系和水量变化的本构关系两个方面,涉及18个参数,都可用非饱和土三轴试验... 以非饱和土的非线性模型为基础,通过对土性参数的修正和考虑温度本身引起的土的变形,建立了考虑温度效应的重塑非饱和膨胀土的本构模型。该模型包括土骨架的本构关系和水量变化的本构关系两个方面,涉及18个参数,都可用非饱和土三轴试验确定。共做了13个重塑非饱和膨胀土温控三轴试验,分析了温度对土的强度和变形的影响,研究了模型参数的变化规律。 展开更多
关键词 非线性模型 非饱和膨胀土 温控三轴试验
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考虑体积变化的非饱和膨胀土土水特征 被引量:39
11
作者 周葆春 孔令伟 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期1152-1160,共9页
为探讨吸力作用下膨胀土体变特征对土水特征的影响规律,开展了一系列完整的脱湿阶段试验,获得了5种不同初始孔隙比的荆门压实膨胀土各级吸力下的重力含水率与体积变化。试验结果表明:不同初始孔隙比下的重力含水率-吸力曲线有交叉与聚... 为探讨吸力作用下膨胀土体变特征对土水特征的影响规律,开展了一系列完整的脱湿阶段试验,获得了5种不同初始孔隙比的荆门压实膨胀土各级吸力下的重力含水率与体积变化。试验结果表明:不同初始孔隙比下的重力含水率-吸力曲线有交叉与聚拢现象;体积含水率-吸力曲线的交叉现象更为显著;而饱和度-吸力曲线未出现交叉,相同吸力下初始孔隙比大的土样具有更低的饱和度,体现出土水特征与体变特征的耦合效应。基于试验成果,从土的基本体积-质量关系出发,以初始孔隙比与吸力为变量,在一个统一的框架内,构建了吸力作用下的体变方程、分别用重力含水率与饱和度表征的土水特征曲线方程,该方程能够描述任意初始孔隙比条件下膨胀土干缩过程中重力含水率、孔隙比与饱和度随吸力的变化规律。 展开更多
关键词 非饱和膨胀土 水特征 体变特性 水力耦合 吸力
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宁明非饱和膨胀土静止侧压力系数 被引量:10
12
作者 杨和平 章高峰 +1 位作者 张锐 倪啸 《长沙理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2009年第1期1-5,35,共6页
针对现行工程中土的静止侧压力系数K0大多依经验确定并取定值的缺陷,利用GDS三轴系统对两种宁明非饱和膨胀土开展了系统的室内K0固结试验研究,获得同种性质土的K0是含水率及围压的函数、其值随含水率和围压的增大而增大的变化规律.在此... 针对现行工程中土的静止侧压力系数K0大多依经验确定并取定值的缺陷,利用GDS三轴系统对两种宁明非饱和膨胀土开展了系统的室内K0固结试验研究,获得同种性质土的K0是含水率及围压的函数、其值随含水率和围压的增大而增大的变化规律.在此基础上进一步导出K0与含水率及围压之间的量化关系式. 展开更多
关键词 非饱和膨胀土 静止侧压力系数K0 K0固结试验 含水率 围压
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非饱和膨胀土边坡破坏机理与稳定性分析 被引量:12
13
作者 汪明元 徐晗 +1 位作者 杨洪 周欣华 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 2008年第1期151-153,158,共4页
膨胀土具有胀缩性、裂隙性、超固结性,其工程性质特殊,即使很缓的边坡也可能失稳,南水北调中线工程膨胀岩土渠段长达340km,渠坡的处理技术、分析方法与长期稳定性是关键问题。分析了非饱和膨胀土边坡的破坏特点、破坏机理与影响因素,并... 膨胀土具有胀缩性、裂隙性、超固结性,其工程性质特殊,即使很缓的边坡也可能失稳,南水北调中线工程膨胀岩土渠段长达340km,渠坡的处理技术、分析方法与长期稳定性是关键问题。分析了非饱和膨胀土边坡的破坏特点、破坏机理与影响因素,并对处理措施的作用机理与模拟方法进行了分析,在此基础上探讨了非饱和膨胀土边坡稳定性的分析方法,并对南水北调中线工程新乡段膨胀岩土渠坡进行了分析,得到了初步成果。 展开更多
关键词 非饱和膨胀土 稳定性分析 边坡 南水北调工程
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基于流固耦合特性的非饱和膨胀土变形仿真计算 被引量:6
14
作者 范臻辉 张春顺 肖宏彬 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期758-764,共7页
在考虑膨胀土的非饱和土特性基础上,基于有效应力原理的单变量理论推导非饱和膨胀土弹塑性本构模型,选用适用的土-水特征曲线方程和非饱和土渗透系数方程,根据流固耦合力学的理论与方法,将膨胀土吸水膨胀或失水收缩过程视为一个动态耦... 在考虑膨胀土的非饱和土特性基础上,基于有效应力原理的单变量理论推导非饱和膨胀土弹塑性本构模型,选用适用的土-水特征曲线方程和非饱和土渗透系数方程,根据流固耦合力学的理论与方法,将膨胀土吸水膨胀或失水收缩过程视为一个动态耦合作用过程,建立渗流-变形耦合分析模型。该模型考虑流固耦合作用引起的孔隙比和渗透系数变化(包括有效应力的影响),并根据边界孔隙水压(或基质吸力)的变化模拟膨胀土体的吸水和失水过程。通过对膨胀土样室内有荷膨胀试验的渗流、变形过程的仿真模拟验证仿真计算模型的有效性和正确性。研究结果表明:采用该仿真计算模型对膨胀土的变形(膨胀或收缩)进行计算和预测可取得较好结果。 展开更多
关键词 非饱和膨胀土 流固耦合特性 有限元分析 变形
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非饱和膨胀土的主动土压力分析 被引量:9
15
作者 朱志铎 刘松玉 《公路交通科技》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期8-10,共3页
从非饱和土的特性分析入手 ,论述现有膨胀土挡土墙上主动土压力的计算方法中存在的问题 ,在此基础上 ,提出根据库仑土压力理论 ,并考虑非饱和膨胀土基质吸力的土压力计算方法 ,推导相应的主动土压力计算公式 。
关键词 主动压力 非饱和膨胀土 库仑压力理论 计算方法 基质吸力 含水量
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季节冻土区非饱和膨胀土水-热-变形耦合冻胀模型 被引量:7
16
作者 凌贤长 罗军 +1 位作者 耿琳 唐亮 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1255-1265,共11页
中国季节冻土区发育大面积深厚残坡积膨胀土,其特有的“冻胀融沉”“膨胀收缩”特性诱发诸多工程病害问题。针对季节冻土区非饱和膨胀土的冻胀变形机制问题,以延吉膨胀土为研究对象,开展了膨胀土冻胀特性试验研究,证明了膨胀土吸水膨胀... 中国季节冻土区发育大面积深厚残坡积膨胀土,其特有的“冻胀融沉”“膨胀收缩”特性诱发诸多工程病害问题。针对季节冻土区非饱和膨胀土的冻胀变形机制问题,以延吉膨胀土为研究对象,开展了膨胀土冻胀特性试验研究,证明了膨胀土吸水膨胀特性对其冻胀特性有显著影响,据此提出了考虑相变动力区的非饱和膨胀土冻结-胀缩牵连机制。基于冻土多场耦合分析方法、结晶动力学理论,建立了非饱和膨胀土水-热-变形耦合冻胀模型FH_ex_Model,并予以验证。该模型能够反演出非饱和膨胀土冻胀过程中的冻胀变形分量和膨胀变形分量。此外,根据上述研究,建议在膨胀土工程场地中应当重视初冻期冻结作用诱发的高膨胀变形,同时稳定冻深以下区域的场地变形不容忽视。 展开更多
关键词 季节冻 非饱和膨胀土 冻胀试验 冻结–胀缩机制 多场耦合 冻胀模型
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非饱和膨胀土总应力强度的确定方法及其应用 被引量:7
17
作者 杨和平 张锐 《长沙理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2004年第2期1-6,共6页
建立在有效应力基础上的非饱和土强度理论公式虽得到了普遍的认同,但其参数确定的复杂性却妨碍了它在工程中的应用.而包含了吸附强度的总强度指标也能反映非饱和土的强度特性,且易于获取.为此,通过研究用常规直剪仪确定非饱和土总强度... 建立在有效应力基础上的非饱和土强度理论公式虽得到了普遍的认同,但其参数确定的复杂性却妨碍了它在工程中的应用.而包含了吸附强度的总强度指标也能反映非饱和土的强度特性,且易于获取.为此,通过研究用常规直剪仪确定非饱和土总强度指标的试验方法,得到了宁明原状膨胀土抗剪强度指标随饱和度和含水量的变化而变化的规律,探讨了非饱和膨胀土总应力强度指标在路堑边坡稳定性分析中的应用. 展开更多
关键词 非饱和膨胀土 总应力强度 确定方法 含水量 饱和 直剪试验 道路建设
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关于“非饱和膨胀土的弹塑性本构模型研究”的讨论 被引量:2
18
作者 李培勇 杨庆 栾茂田 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期805-806,共2页
关键词 弹塑性本构模型 非饱和膨胀土 《岩工程学报》 宏观结构 微观结构 本构模型 耦合变形 变形耦合 耦合参数 结构变形
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非饱和膨胀土本构模型的试验研究及分析 被引量:21
19
作者 卢再华 王权民 陈正汉 《地下空间》 CSCD 2001年第5期379-385,共7页
基于南阳膨胀土 4种应力路径的非饱和三轴试验结果 ,本文对 Gens和Alonso所提的非饱和膨胀土弹塑性本构模型进行了分析和改进 ,增加了描述水量变化的内容。改进后的 G- A模型含参数 14个 ,都具有明确的物理意义 ,并可由试验确定 ;改进... 基于南阳膨胀土 4种应力路径的非饱和三轴试验结果 ,本文对 Gens和Alonso所提的非饱和膨胀土弹塑性本构模型进行了分析和改进 ,增加了描述水量变化的内容。改进后的 G- A模型含参数 14个 ,都具有明确的物理意义 ,并可由试验确定 ;改进模型能反映重塑膨胀土的主要变形特性 。 展开更多
关键词 非饱和膨胀土 三轴试验 本构模型
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干密度对非饱和膨胀土水分迁移参数的影响 被引量:3
20
作者 翟聚云 卫国祥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期3337-3341,共5页
研究了非饱和膨胀土的两个水分迁移参数——水体积变化系数m2w和渗透系数kw,得出非饱和膨胀土的水分迁移参数m2w和kw并非恒值,是基质吸力的函数,而基质吸力与含水率密切相关。因此,其参数大小随含水率变化而变化。此外,还明显受到干密... 研究了非饱和膨胀土的两个水分迁移参数——水体积变化系数m2w和渗透系数kw,得出非饱和膨胀土的水分迁移参数m2w和kw并非恒值,是基质吸力的函数,而基质吸力与含水率密切相关。因此,其参数大小随含水率变化而变化。此外,还明显受到干密度的影响,随干密度的不同而变化。取得了考虑干密度和含水率的水体积变化系数m2w、渗透系数kw和基质吸力之间的非线性关系,为进一步研究非饱和膨胀土地基水分场变化提供基础资料。 展开更多
关键词 非饱和膨胀土 干密度 基质吸力 渗透系数 含水率
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