马兰黄土非饱和土-水特征曲线瞬态试验研究

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"以瞬态方法测试马兰黄土土-水特征曲线试验研究 (2013年)" 本文主要探讨了非饱和马兰黄土的土-水特征曲线(THC)及其在工程实践中的重要性。研究人员选取了陕西省子长县的原状马兰黄土作为研究样本,利用瞬态脱水和吸水(TWRI)试验方法,这是一种能够快速获取土体在不同湿度状态下水力特性变化的技术。TWRI试验结合了VanGenuchten(1980)提出的土-水特征曲线模型和Mualem(1976)的水力传导函数模型,通过对实验数据进行反演计算,以确定土体的水力参数,并绘制出土-水特征曲线。 试验结果显示,马兰黄土在不同的脱湿和吸湿路径下,THC存在显著的回滞效应。这种回滞现象反映了土壤在水分进出过程中的不均匀性和复杂性。具体来说,脱湿路径的进气值被测定为26kPa,饱和体积含水量为48%。值得注意的是,尽管干湿路径不同,但与孔径分布相关的参数变化相对较小,这暗示了马兰黄土的孔隙结构在一定程度上保持稳定。 为了验证TWRI试验的准确性,研究者还采用了2Bar体积压力板仪对同一土样进行了稳态试验,测量了基质吸力与体积含水量的关系。对比两种试验方法的结果,发现瞬态脱水和吸水试验在低吸力范围(0~300kPa)内与压力板仪试验结果吻合良好,且TWRI试验具有试验周期短、测试吸力范围大的优势。 非饱和黄土的THC在工程领域,如基坑稳定性分析、边坡稳定性评估以及地质灾害防治等方面具有重要意义。由于黄土在干旱和地下水位较低的环境下通常处于非饱和状态,因此,准确理解THC有助于预测和控制由于水分变化引起的土体力学性质变化,从而确保工程安全。 这项研究通过创新的试验方法和模型应用,深入揭示了马兰黄土的非饱和特性,为相关工程设计提供了科学依据。同时,它也强调了在非饱和土研究中采用多种试验手段进行交叉验证的重要性,以提高数据的可靠性和实用性。