干濕循環(huán)下云南紅土的土水作用特性

目錄
第1章 土體的干濕循環(huán)及土水作用問題 1
1.1 干濕循環(huán)問題的存在 1
1.2 土體干濕循環(huán)問題的研究 2
1.2.1 宏觀干濕循環(huán)特性 2
1.2.2 微觀干濕循環(huán)特性 3
1.3 土體中土水作用問題的研究 3
1.3.1 入滲特性 3
1.3.2 基質(zhì)吸力特性 4
1.3.3 脹縮特性 5
1.3.4 裂縫特性 6
1.4 紅土中的干濕循環(huán)及土水作用問題研究 7
1.4.1 干濕循環(huán)研究 7
1.4.2 土水作用研究 8
第2章 增濕條件下紅土的入滲特性 10
2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 10
2.1.1 試驗(yàn)土料 10
2.1.2 試驗(yàn)方案 10
2.2 變水頭增濕條件下紅土的入滲特性 11
2.2.1 入滲時(shí)間的影響 11
2.2.2 初始干密度的影響 14
2.2.3 初始含水率的影響 16
2.2.4 導(dǎo)水率與入滲時(shí)間的擬合 19
2.2.5 飽和導(dǎo)水率與初始干密度的擬合 21
2.3 積水增濕條件下紅土的入滲特性 22
2.3.1 入滲時(shí)間的影響 22
2.3.2 初始干密度的影響 28
2.3.3 初始含水率的影響 31
2.3.4 土柱尺寸的影響 34
2.4 紅土的Green-Ampt入滲模型 35
2.4.1 單層土體的Green-Ampt入滲模型 35
2.4.2 單層紅土的Green-Ampt入滲模型參數(shù) 37
2.4.3 單層紅土的入滲經(jīng)驗(yàn)公式 38
2.4.4 單層紅土入滲經(jīng)驗(yàn)公式的驗(yàn)證 39
2.4.5 分層土的Green-Ampt入滲模型 41
2.4.6 分層紅土Green-Ampt入滲模型的驗(yàn)證 43
第3章 干濕循環(huán)下紅土的基質(zhì)吸力特性 47
3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 47
3.1.1 試驗(yàn)土料 47
3.1.2 土-水特性試驗(yàn)方案 47
3.1.3 微觀結(jié)構(gòu)特性試驗(yàn)方案 50
3.2 土-水特征曲線 51
3.2.1 土-水特征曲線的特點(diǎn) 51
3.2.2 土-水特征參數(shù) 52
3.3 脫濕過程中紅土的基質(zhì)吸力特性 52
3.3.1 脫濕次數(shù)的影響 52
3.3.2 初始干密度的影響 54
3.3.3 初始含水率的影響 57
3.3.4 預(yù)固結(jié)壓力的影響 59
3.3.5 過篩粒徑的影響 62
3.4 增濕過程中紅土的基質(zhì)吸力特性 64
3.4.1 增濕次數(shù)的影響 64
3.4.2 初始干密度的影響 65
3.4.3 過篩粒徑的影響 68
3.5 干濕循環(huán)過程中紅土的基質(zhì)吸力特性 70
3.5.1 干濕循環(huán)次數(shù)的影響 70
3.5.2 初始干密度的影響 71
3.5.3 過篩粒徑的影響 73
3.5.4 土-水特征曲線的滯后性 74
3.5.5 濾紙法與壓力板儀法結(jié)果對(duì)比 75
3.6 含砂紅土的基質(zhì)吸力特性 75
3.6.1 初始干密度的影響 75
3.6.2 含砂率的影響 77
3.6.3 干濕循環(huán)的影響 79
3.6.4 基質(zhì)吸力與抗剪強(qiáng)度的關(guān)系 80
3.7 干濕循環(huán)下紅土土-水特征曲線的擬合 85
3.7.1 土-水特征曲線的擬合關(guān)系 85
3.7.2 土-水特征曲線的擬合結(jié)果 85
3.8 干濕循環(huán)下紅土的微觀結(jié)構(gòu)特性 89
3.8.1 電導(dǎo)率特性 89
3.8.2 微結(jié)構(gòu)特性 91
第4章 干濕循環(huán)下紅土的脹縮特性 97
4.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 97
4.1.1 試驗(yàn)土料 97
4.1.2 試驗(yàn)方案 97
4.2 不同初始干密度下干濕循環(huán)紅土的脹縮特性 99
4.2.1 膨脹特性隨增濕時(shí)間的變化 99
4.2.2 膨脹特性隨增濕次數(shù)的變化 101
4.2.3 膨脹特性隨初始干密度的變化 102
4.2.4 收縮特性隨脫濕時(shí)間的變化 104
4.2.5 收縮特性隨脫濕次數(shù)的變化 106
4.2.6 收縮特性隨初始干密度的變化 107
4.2.7 橫向收縮與豎向收縮比較 108
4.2.8 膨脹與收縮比較 109
4.3 不同初始含水率下干濕循環(huán)紅土的脹縮特性 110
4.3.1 膨脹特性隨增濕時(shí)間的變化 110
4.3.2 膨脹特性隨增濕次數(shù)的變化 112
4.3.3 膨脹特性隨初始含水率的變化 113
4.3.4 收縮特性隨脫濕時(shí)間的變化 115
4.3.5 收縮特性隨脫濕次數(shù)的變化 117
4.3.6 收縮特性隨初始含水率的變化 118
4.3.7 橫向收縮與豎向收縮比較 120
4.3.8 膨脹與收縮比較 122
4.4 不同試樣尺寸下干濕循環(huán)紅土的脹縮特性 124
4.4.1 膨脹率的尺寸效應(yīng)隨增濕時(shí)間的變化 124
4.4.2 膨脹率的尺寸效應(yīng)隨增濕次數(shù)的變化 127
4.4.3 膨脹率的尺寸效應(yīng)隨初始干密度的變化 130
4.4.4 膨脹率的尺寸效應(yīng)隨初始含水率的變化 132
4.4.5 收縮率的尺寸效應(yīng)隨脫濕時(shí)間的變化 133
4.4.6 收縮率的尺寸效應(yīng)隨脫濕次數(shù)的變化 136
4.4.7 收縮率的尺寸效應(yīng)隨初始干密度的變化 139
4.4.8 收縮率的尺寸效應(yīng)隨初始含水率的變化 140
第5章 干濕循環(huán)下紅土的裂縫特性 142
5.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 142
5.1.1 試驗(yàn)土料 142
5.1.2 試驗(yàn)方案 142
5.2 試驗(yàn)現(xiàn)象觀測(cè) 143
5.2.1 不同初始含水率 144
5.2.2 不同初始干密度 145
5.2.3 不同干濕循環(huán)溫度 145
5.2.4 不同干濕循環(huán)時(shí)間 146
5.3 裂縫圖像處理 150
5.3.1 紅土裂縫圖像的特點(diǎn) 150
5.3.2 裂縫圖像前處理 150
5.3.3 裂縫圖像特征參數(shù)的提取 153
5.4 不同初始含水率下干濕循環(huán)紅土的裂縫特性 154
5.4.1 增濕過程的裂縫特性 154
5.4.2 脫濕過程的裂縫特性 157
5.4.3 干濕循環(huán)過程的裂縫特性 160
5.5 不同初始干密度下干濕循環(huán)紅土的裂縫特性 162
5.5.1 增濕過程的裂縫特性 162
5.5.2 脫濕過程的裂縫特性 165
5.5.3 干濕循環(huán)過程的裂縫特性 168
5.6 不同溫度下干濕循環(huán)紅土的裂縫特性 169
5.6.1 裂縫條數(shù)的變化 169
5.6.2 裂縫長度的變化 171
5.6.3 裂縫寬度的變化 173
5.6.4 裂縫面積的變化 175
5.6.5 增濕-脫濕過程比較 177
5.7 不同時(shí)間下干濕循環(huán)紅土的裂縫特性 178
5.7.1 增濕過程的裂縫特性 178
5.7.2 脫濕過程的裂縫特性 187
5.7.3 干濕循環(huán)過程的裂縫特性 194
5.8 不同影響因素對(duì)干濕循環(huán)紅土裂縫發(fā)展的影響 196
5.8.1 裂縫發(fā)展過程 196
5.8.2 初始含水率的影響 197
5.8.3 初始干密度的影響 198
5.8.4 溫度的影響 199
5.8.5 干濕循環(huán)時(shí)間的影響 200
5.8.6 干濕循環(huán)次數(shù)的影響 201
5.8.7 紅土的裂縫特性與紅土型大壩開裂的關(guān)系 201
參考文獻(xiàn) 202