非饱和特殊土的工程特性及应用

前言

第1章 绪论

1．1 非饱和土的土水特性和弹塑性模型研究现状

1．1．1 吸力和土水特征曲线

1．1．2 非饱和土应力变量研究

1．1．3 非饱和土的弹塑性本构模型

1．2 黄土的工程性质研究现状

1．2．1 黄土的定名

1．2．2 黄土的强度理论

1．2．3 黄土的应力一应变数学模型

1．2．4 黄土的湿陷变形理论

1．2．5 黄土的动力理论

1．2．6 黄土的结构理论

1．2．7 非饱和黄土理论

1．3 膨胀土的工程性质研究现状

1．3．1 膨胀土的矿物成分与结构研究

1．3．2 膨胀土胀缩机理的研究

1．3．3 膨胀土的强度研究

1．3．4 膨胀土变形的研究

1．4 硫酸盐渍土的工程性质研究现状

1．4．1 硫酸（亚硫酸）盐渍土盐-冻胀水分和盐分迁移

1．4．2 硫酸（亚硫酸）盐渍土盐-冻胀率研究

1．4．3 硫酸（亚硫酸）盐渍土盐-冻胀应用研究

1．5 本书主要内容

第2章 非饱和土有效应力的新表述

2．1 以应力传递机理为基础的有效应力表达式

2．1．1 非饱和土中力传递机理分析

2．1．2 从土单元体出发推导非饱和土有效应力公式

2．1．3 从土颗粒传递应力出发推导非饱和土有效应力公式

2．1．4 从收缩膜传递应力出发推导非饱和土有效应力公式

2．1．5 三种方法推导的有效应力公式比较

2．2 有效应力表达式中参数的确定

2．2．1 常规三轴应力状态下有效应力参数确定

2．2．2 三维应力状态下有效应力参数确定

2．2．3 黄土增湿湿陷情况下的有效应力参数确定

2．2．4 膨胀土增湿变形情况下的有效应力参数确定

第3章 非饱和土弹塑性本构关系探讨

3．1 水分滞回对应力-应变关系的影响

3．1．1 水分滞回对初始屈服的影响

3．1．2 强化过程中水分变化的影响

3．1．3 LC受水分滞回的影响

3．2 水分滞回和Bishop应力变量

3．2．1 初始屈服

3．2．2 强化过程

3．2．3 强度和Bishop应力变量

3．3 两种应力空间中的转换

3．4 非饱和膨胀土的本构关系探讨

3．4．1 BBM中LC线

3．4．2 BExM中LC线

3．4．3 水分滞回与LC屈服线

第4章 黄土的强度特性

4．1 黄土的抗剪强度

4．2 黄土的抗拉强度

4．2．1 黄土抗拉强度的测试仪器和测试方法

4．2．2 黄土的抗拉强度特性

4．3 黄土的断裂强度

4．3．1 试验方法

4．3．2 几种典型断裂破坏准则对黄土的适应性

4．3．3 黄土断裂准则的建立

4．4 非饱和黄土的强度

4．4．1 三种非饱和土的强度表示形式

4．4．2 非饱和黄土等吸力三轴压缩试验

4．4．3 用等吸力三轴压缩试验确定的强度参数

4．4．4 非饱和黄土的三轴压缩试验方法研究

4．4．5 用有效应力新表达式表述的非饱和黄土的强度

4．5 非饱和黄土的屈服强度准则

4．5．1 屈服强度准则的建立

4．5．2 原状黄土真三轴试验

……

第5章 黄土弹塑性模型试验研究与应用

第6章 非饱和黄土增湿变形试验研究与应用

第7章 新疆坎儿井破坏机理及加固技术

第8章 南水北调中线工程穿黄南岸连接段明渠高边坡稳定性分析

第9章 非饱和膨胀土增湿变形试验研究与应用

第10章 膨胀土地基及渠道离心模型试验

第11章 新疆水磨河细土平原区硫酸（亚硫酸）盐渍土的盐-冻胀试验

第12章 硫酸（亚硫酸）盐渍土工程特性在水利工程中的应用

参考文献

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黄土、膨胀土和盐渍土是三种典型的特殊土，其共同点是对水具有特殊的敏感性，是水敏性土；不同点是湿陷性黄土遇水湿陷，膨胀土遇水膨胀，盐渍土遇水盐胀或者塌陷。这些特点正是该类土地区引发地质灾害的主要原因。

《非饱和特殊土的工程特性及应用》较系统地论述了非饱和特殊土的强度变形理论、工程性质试验、离心模型试验、数值分析方法及工程应用。

《非饱和特殊土的工程特性及应用》主要内容包括非饱和土的有效应力和弹塑性本构关系；非饱和黄土的强度特性、弹塑性模型试验研究与应用、增湿变形试验研究与应用；非饱和膨胀土的增湿变形试验研究与应用；盐渍土的工程特性与应用等。

《非饱和特殊土的工程特性及应用》可供水利水电、铁路、公路、市政、矿山及工民建等领域的科研人员和工程技术人员参考借鉴，也可供相关专业研究生参考阅读。

第一章 粗粒土的工程分类与命名

第一节 粗粒土分类概况

第二节 影响粗粒土工程特性的主要因素

第三节 颗粒粒组的划分

第四节 粗粒土工程分类和命名

第二章 粗粒土的工程勘察和试验级配

第一节 粗粒土的工程勘察

第二节 取样方法

第三节 试验项目

第四节 代表性级配的选择

第五节 超径料的处理

第三章 粘性粗粒土的压实特性及压实方法

第一节 粘性粗粒土的特征

第二节 粘性粗粒土的室内压实方法

第三节 粘性粗粒土的压实特性

第四节 粘性粗粒土的现场压实方法和压实参数

第五节 粘性粗粒土的压实标准

第六节 粘性粗粒土压实质量控制指标及测定方法

第四章 无粘性粗粒土的压实特性及压实参数

第一节 无粘性粗粒土的压实特性及影响因素

. 第二节 室内压实方法——相对压实度试验

第三节 无粘性粗粒土的压实标准及压实质量控制

第四节 压实方法与压实原理

第五节 无粘性粗粒土的压实方法和压实参数实例

第五章 超径粗粒土最大密度的确定

第一节 概述

第二节 模型级配系列延伸法简介

第三节 确定超径粗粒土最大干密度的渐近线辅助

第四节 确定超径粗粒土最大干密度的三点近似测定方法

第六章 粗粒土抗剪强度的测定方法

第一节 粗粒土的直接剪切试验

第二节 粗粒土的三轴剪切试验

第三节 粗粒土的平面应变试验和真三轴试验

第四节 粗粒土抗剪强度的几种原位测试方法

第五节 粗粒土抗剪强度测定方法简要评述

第七章 粗粒土的抗剪强度的测定方法

第一节 颗粒性质、组成、含水量等对抗剪强度特性的影响

第二节 从应力应变规律看粗粒土的抗剪强度

第三节 v-1关系的变化规律

第四节 从*和*对应关系看粗粒土的抗剪强度特性

第五节 粗粒土的剪胀效应对孔隙压力及有效强度的影响

第六节 粗粒土颗粒的剪碎性对强度特性的影响

第七节 强度包线的类型

第八节 粗粒土的抗剪强度关系式及其参数

第八章 粗粒土三轴剪切试验的几个技术问题

第九章 确定粗粒土抗剪强度的推滑平衡分析法

第十章 duncan e-u模型参数的特点及其改进

第十一章 粗粒土的应力应变特性及其非线性参数

第十二章 粗料土的渗透特性及其渗流规律

第十三章 坝体堆石填筑中的加水问题及央石质量

第十四章 粗粒土在高层建筑黄土地基处理中的应用2100433B

土体中含有气体使非饱和土的性质远比两相的饱和土复杂，饱和土的某些原理对非饱和土不再适用，或者需要重新论证。弄清非饱和土的基本性状和工程性状及其主要影响因素，在此感性认识的基础上进行性质抽象和关系抽象，建立非饱和土研究的基本思路，探索在工程中考虑这些性状的本构关系和定性的、定量的分析方法，提出合理的计算公式，选择合适的特性参数试验方法（尤其是吸力的量测技术），确定各特性参数量值的范围，并将分析结果在实践中进行验证和修正等：这些就是非饱和土力学研究的主要任务。

非饱和土体中存在着大小和形状多变的孔道体系，当水分很少时，水分只能占据细的“狭颈”孔道，且互不连续，这时气相与外界大气连通（平衡）。这种状态在俞陈划分法中称为“气开敞”。另一种与此相反，当土中的水分很多时，液相不仅占据了全部小孔道，而且也占据了大孔道，气相被液体分割包围，形成弧立气泡悬浮于液体中，气相完全被封闭，与大气不能连通，固液气三相的界面现象消失，这时，非饱和土与饱和土的性状差别主要在于前者孔隙中的液体是可压缩的，而后者孔隙中的液体不可压缩，此即为气相的“完全封闭状态”。上述两种情况比较极端，也比较简单，介于上述两阶段之间的形态，则要复杂得多。对此，有不同的划分法，三阶段划分法将其称为“双开敞”阶段，即气相和液相均向大气开敞的意思，但这样划分似乎过于简单化了。事实上，“双开敞”的形态是一个很不稳定的阶段。当水分从“气相完全连通形态”增大时，土体中的部分不连续水相可以逐步地接续起来，并与外界相通。但这种情况只是部分发生，其余部分仍保留着气相与外界（大气）连通的状况。在这一阶段，土体受压后的变形将是相当迅速的。这阶段在“四形态的划分”中称之为“气相的部分连通形态”。当土中的水分继续增多时，不连续水的接续现象会继续发展和漫延，由于毛细水的迁移，在土体的表部首先将会形成连续的水膜，从而把气相与大气暂时隔离开来。这时，气相仅在土体内部存在连通现象，它在四形态划分中称为“气相的内部连通形态”。研究表明，非饱和土处于“内部连通”与处于“部分连通”时的性状将有显著的不同。在上述四种形态中，不言而喻，部分连通与内部连通两种形态将是非饱和土力学的主要研究对象。因为对于完全连通状态，可以看作“干土”，问题比较简单；而对于完全封闭形态，则可将它简化为内部充满可压缩流体的饱和土，许多饱和土的成果可以延伸和利用，故不是非饱和土研究的重点。

本书主要内容包括，粗粒土的工程分类与命名，压实特性及压实方法，抗剪强度特性及其测试方法，应力应变特性其及参数，渗透性及渗流规律，本书可供水利，电力、铁路、交通、工业与民用建筑等行业的科研，设计和施工人员参考，也可供高等院校有关专业师生使用。