非饱和土性状及其边坡稳定性

这本《非饱和土性状及其边坡稳定性》由张芳枝、梁志松、周秋娟编著，结合近年来非饱和土的基本性状试验研究、非饱和土边坡渗流以及稳定性研究进展，总结并介绍了目前非饱和土性状试验成果，以及非饱和土边坡渗流特性和边坡稳定性分析成果。本书共分为5章，内容包括：非饱和土的土一水特征曲线试验研究概述，非饱和土变形和强度特性的试验研究，非饱和土的渗流特性，降雨条件下饱和一非饱和土坡的稳定性分析，非饱和土堤防渗流特性与稳定性分析。让读者了解非饱和土性状及其边坡稳定性研究新进展，包括非饱和土的变形、强度和渗流特性试验与研究成果，以及非饱和土边坡渗流和稳定分析的有关成果。

《非饱和土性状及其边坡稳定性》可作为水利、土建、岩土、地质等有关专业教师、研究生阅读，亦可作为相关科研和工程技术人员的参考用书。

这本《非饱和土性状及其边坡稳定性》由张芳枝、梁志松、周秋娟编著。采用多种手段研究非饱和土性状及其边坡稳定性，在理论和实践上都有重要意义。为此，本书作者开展了非饱和土的变形和强度特性、边坡稳定性及其数值模拟的研究，并介绍和总结了近年来其他研究者的成果。全书包括三部分内容：一是非饱和土的渗透、变形和强度特性试验研究；二是降雨条件下饱和一非饱和土坡的稳定分析；三是非饱和土堤防渗流特性与稳定性分析。

前言

第1章 非饱和土的土—水特征曲线试验研究概述

1.1 非饱和土的土—水特征曲线

1.2 干燥与吸湿过程中的土—水特征曲线

1.3 非饱和土的理论土—水特征曲线

参考文献

第2章 非饱和土变形和强度特性的试验研究

2.1 非饱和土的强度基本理论

2.2 非饱和土的变形和强度特性试验方法

2.3 非饱和土的变形特性试验成果

2.4 非饱和土的强度特性试验成果

2.5 干湿过程中非饱和土的变形和强度特性

2.6 反复干湿循环对非饱和土的力学特性影响

参考文献

第3章 非饱和土的渗流特性

3.1 非饱和土的渗透特性试验方法

3.2 非饱和土的渗透特性

3.3 降雨条件下坡地饱和—非饱和土径流渗流耦合

参考文献

第4章 降雨条件下饱和—非饱和土坡的稳定性分析

4.1 降雨入渗理论

4.2 降雨入渗条件下饱和—非饱和土坡稳定性分析

4.3 降雨条件下对土坡稳定性的影响分析

参考文献

第5章 非饱和土堤防渗流特性与稳定性分析

5.1 饱和—非饱和土渗流固结分析基本理论及方法

5.2 饱和—非饱和土边坡稳定性分析基本理论及方法

5.3 计算模型和计算中有关问题的处理

5.4 计算成果及分析

参考文献

非饱和土性状及其边坡稳定性 [平装]

~ 张芳枝 (作者), 梁志松 (作者), 周秋娟 (作者)

出版社: 中国水利水电出版社; 第1版 (2011年12月1日)

平装: 106页

正文语种: 简体中文

开本: 16

ISBN: 7508492781, 9787508492780

条形码: 9787508492780

商品尺寸: 25.6 x 18.6 x 0.8 cm

商品重量: 259 g

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。

本书共分为7章，内容包括：非饱和土的特性、非饱和土的强度理论、非饱和土边坡稳定性分析中传统方法的讨论、强度折减有限元法中非饱和功能分析的实现途径、非饱和土边坡稳定性分析的应用、非饱和土边坡局部失稳机制的研究和黄土潜蚀洞穴对非饱和土边坡稳定性的影响评价。本书不仅可以让读者了解非饱和土强度理论及非饱和土边坡稳定性分析方法的研究新进展，而且还可以了解非饱和土边坡稳定性分析中的一些工程应用情况。

非饱和土是一种三相土，与饱和土不同，非饱和土中不仅有固相（土粒及部分胶结物质）和液相（水和水溶液），而且还有气相（空气和水汽等）存在。气相的存在使土的性质大为复杂化，它的基本特性与饱和土有所不同，这些特性给非饱和土工程性状的研究带来了许多困难，以致目前对非饱和土基本性质的研究仍不很成熟，而非饱和土的理论原理和计算方法以及它们介入工程的程度则还处于初步阶段。

一般认为土壤由固相（土壤颗粒）、液相（土壤水）和气相（土壤所含气体）三相构成，在土壤颗粒空隙完全由液相填充，即水占土壤空隙的比例为百分之百时该土壤称之为饱和土。反之，土壤孔隙由水和空气填充，即饱和度小于100%时但大于0时，该土壤为非饱和土。

基质吸力为研究非饱和土特性的一个重要参数，基质吸力多用于描述土体雨水入渗的能力，比如大坝土体入渗、降雨入渗，其可通过水土特征曲线描述——试验测得土中基质吸力与土体体积含水率变化的一组数据表示。

常用的分析非饱和土的软件有midasgts、geostudio、ansys及ABAQUS，Seep3D。

非饱和土在自然界广泛地存在，真正的饱和土在自然界是很少的，尤其在干旱与半干旱地区，由于受气候条件的影响，存在着若干种具有特殊性质的土类，如膨胀土、崩解土（黄土等）、残积土等，统称为“特殊土”。它们均具有非饱和土的基本特性，即土体内通常存在着吸力。这种特征在膨胀土中表现得尤为明显和重要。因此，非饱和土理论就越来越密切地介入到膨胀土的研究中。这样不仅增加了膨胀土研究的活力，开阔了探索的视野，而且鉴于非饱和土力学的理论框架已有一定进展，也使今后膨胀土研究有了比较坚实的理论基础，从而使研究向着更加理性化的方向发展。