陳永輝，李秉宜，孔慶東，趙澤濤，夏 波

(1.河海大學(xué) 巖土力學(xué)與堤壩工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 江蘇 南京 210098； 2.河海大學(xué) 巖土工程科學(xué)研究所， 江蘇 南京 210098；3.金華市金義市新區(qū)管委會(huì)， 浙江 金義 321037)

非飽和高液限土土-水特性試驗(yàn)研究

陳永輝1,2，李秉宜1,2，孔慶東1,2，趙澤濤1,2，夏 波3

(1.河海大學(xué) 巖土力學(xué)與堤壩工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 江蘇 南京 210098； 2.河海大學(xué) 巖土工程科學(xué)研究所， 江蘇 南京 210098；3.金華市金義市新區(qū)管委會(huì)， 浙江 金義 321037)

為研究非飽和高液限土土-水特性及其不同條件下土-水特性試驗(yàn)的適用性，分別采用濾紙法、非飽和土固結(jié)儀法和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法對(duì)公路邊坡工程中非飽和高液限土進(jìn)行測(cè)量土-水特征曲線的試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：濾紙法測(cè)得的土-水特征曲線與室內(nèi)方法存在差距，大部分在室內(nèi)測(cè)得土-水特征曲線的回滯圈內(nèi)，對(duì)曲線進(jìn)行擬合得到含水率與基質(zhì)吸力對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系；室內(nèi)非飽和土固結(jié)儀法試驗(yàn)得到的土-水特征曲線出現(xiàn)滯回效應(yīng)，曲線利用VG模型可較好地?cái)M合；現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)得到的土-水特征曲線(SWCC)與室內(nèi)試驗(yàn)方法的結(jié)果存在差距，但大部分在吸濕曲線和脫濕曲線之間，更接近吸濕曲線，曲線受土體上覆應(yīng)力影響，上覆應(yīng)力越大曲線越陡，且基質(zhì)吸力與含水率成負(fù)相關(guān)，二者不存在滯后現(xiàn)象，曲線可利用線性函數(shù)較好地?cái)M合。

高液限土；非飽和土；土-水特征曲線；基質(zhì)吸力；含水率

公路建設(shè)中不可避免地會(huì)遇到大量的高液限土，高液限土吸濕、持水能力強(qiáng)，土體結(jié)構(gòu)遇水后易破壞，工程性質(zhì)差，如果在利用和治理上處理不當(dāng)，將引起路基不均勻沉降、邊坡滑坡和滑塌等事故。目前土體強(qiáng)度理論大多將非飽和土簡(jiǎn)化為飽和狀態(tài)計(jì)算，而對(duì)于高液限土邊坡處于非飽和狀態(tài)時(shí)，土體基質(zhì)吸力對(duì)土體強(qiáng)度有影響，研究高液限土的土-水特征對(duì)高液限土邊坡治理具有重要意義。土中基質(zhì)吸力反映了處于非飽和狀態(tài)下土的持水能力、土中水氣運(yùn)移規(guī)律及非飽和土強(qiáng)度等工程特性，是研究非飽和土性質(zhì)的關(guān)鍵。土-水特征曲線是表征土體基質(zhì)吸力與含水率變化之間的關(guān)系[1]，由土-水特征曲線的特征值可以推導(dǎo)非飽和土的滲透性、抗剪強(qiáng)度、持水系數(shù)等參數(shù)[2-4]，是非飽和土研究的重要內(nèi)容。

目前對(duì)膨脹土土-水特征研究較多，但對(duì)無(wú)膨脹性高液限土的土-水特征及土-水特征曲線試驗(yàn)研究較少。室內(nèi)試驗(yàn)獲得SWCC的方法主要有軸平移技術(shù)、電位計(jì)法、濾紙法等[5-8]，現(xiàn)場(chǎng)獲得SWCC主要通過(guò)張力計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)。孫德安等[9]采用壓力板法、濾紙法和飽和鹽溶液法對(duì)桂林紅黏土進(jìn)行了土-水特征曲線試驗(yàn)研究。孫志杰[10]給予土水特征曲線試驗(yàn)分析降雨對(duì)土質(zhì)邊坡含水率的影響，結(jié)果表明降雨入滲深度與土體滲透性有關(guān)。褚進(jìn)晶等[11]對(duì)揚(yáng)州地區(qū)黏性土進(jìn)行了土-水特征曲線試驗(yàn)研究，試驗(yàn)表明土的初始干密度越大，進(jìn)氣值越大，脫水速率越小。宋亞亞等[12]給予非飽和土固結(jié)儀研究了應(yīng)力作用下非飽和重塑黏土土-水特征曲線研究，結(jié)果表明豎向應(yīng)力越大，試樣的空氣進(jìn)入值越大，曲線越平緩?；|(zhì)吸力與含水率緊密聯(lián)系，通過(guò)土-水特征曲線表達(dá)?；谶@種關(guān)系，不少學(xué)者研究了利用土-水特征曲線來(lái)預(yù)測(cè)抗剪強(qiáng)度中基質(zhì)吸力的貢獻(xiàn)[1,13-15]。

本文分別采用濾紙法、非飽和土固結(jié)儀法和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法獲得高液限土的土-水特征曲線，并比較三種方法的適用性，為在不同條件下獲得高液限土的土-水特征曲線提供參考；對(duì)濾紙法和非飽和土固結(jié)儀法得到的土-水特征曲線進(jìn)行函數(shù)擬合，分析現(xiàn)場(chǎng)張力計(jì)法得到的土-水特征曲線的影響因素及基質(zhì)吸力與含水率變化規(guī)律。

1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)土樣取自浙江龍浦高速公路K15+650附近，其基本物理性質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1，級(jí)配曲線見(jiàn)圖1。土樣初始含水率約為36.8%，初始干密度約為1.3 g/cm3，將土樣不同程度風(fēng)干至含水率范圍在6%～36%之間，密封儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

表1 原土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

圖1高液限土粒徑分布曲線

2 試驗(yàn)方法

2.1 濾紙法

試驗(yàn)步驟：利用所取土樣取環(huán)刀2個(gè)，進(jìn)行稱(chēng)量，計(jì)算土樣的密度，并取土樣進(jìn)行含水率的量測(cè)。然后，用鑷子取3張經(jīng)過(guò)烘箱烘烤的“雙圈”牌No.203型濾紙，利用高精度電子天平量取中間的濾紙重量，用鑷子把3張濾紙夾到兩個(gè)環(huán)刀的中間，并用膠紙將兩個(gè)環(huán)刀纏緊，放到密封罐中進(jìn)行靜置10 d，確保濾紙的吸水率達(dá)到穩(wěn)定。10 d后取出試樣，將膠帶紙去掉，并用鑷子取中間的濾紙進(jìn)行量測(cè)，為盡量減少濾紙與周?chē)諝饨佑|而發(fā)生水分變化，要求整個(gè)時(shí)間必需在30 s內(nèi)完成。得到試驗(yàn)完成后中間濾紙的質(zhì)量，利用標(biāo)定曲線，計(jì)算得到基質(zhì)吸力值，同時(shí)利用烘干法測(cè)得土的含水率。分別在土中加入不同量的水，配成不同含水率的試驗(yàn)，重復(fù)上述步驟，得到不同含水率與吸力的關(guān)系。

2.2 非飽和土固結(jié)儀法

土水特征曲線試驗(yàn)儀器采用河海大學(xué)與江蘇永昌科教儀器制造有限公司聯(lián)合研制的FGJ-20型非飽和土固結(jié)儀。該儀器由臺(tái)架、氣壓室、壓縮容器、豎向加載裝置、排水及體積量測(cè)系統(tǒng)、位移量測(cè)系統(tǒng)等部分組成，采用軸平移技術(shù)來(lái)控制試樣的吸力。試樣尺寸為直徑Φ61.8 mm×高H20 mm，水平面積A=30 cm2。

試驗(yàn)前先將陶土板飽和，排除管道內(nèi)積聚的氣泡后完成裝樣,待穩(wěn)定后，逐級(jí)施加0.1 kPa、20 kPa、40 kPa、60 kPa、80 kPa、100 kPa、200 kPa、300 kPa、400 kPa、300 kPa、150 kPa、80 kPa、50 kPa、10 kPa、0.1 kPa的基質(zhì)吸力。通過(guò)軸平移技術(shù)，保持孔隙水壓力為零，改變孔隙氣壓力來(lái)控制基質(zhì)吸力。每一級(jí)吸力達(dá)到平衡后，通過(guò)體變管中水體積的變化測(cè)量土樣含水率的變化。由于非飽和固結(jié)儀兼有吸力控制、水體積量測(cè)的功能，故本文研究吸力控制、水體積量測(cè)在同一臺(tái)儀器中進(jìn)行。

土樣制備、實(shí)驗(yàn)儀器準(zhǔn)備等工作完成之后，即可進(jìn)行裝樣，開(kāi)始試驗(yàn)。具體步驟如下：

(1) 設(shè)置對(duì)比管，分別記錄百分表、體變管、對(duì)比管的初始讀數(shù)。

(2) 將非飽和土固結(jié)儀的管線連接好后，把飽和的陶土板和飽和土樣依次放入的壓力室內(nèi)。

(3) 往體變管中加水，觀察管線內(nèi)有無(wú)明顯氣泡，直至底盤(pán)和軟管中都沒(méi)有氣泡即完成加水排氣過(guò)程，關(guān)閉止水閥門(mén)。

(4) 調(diào)節(jié)體變管中液面至試樣的1/2處，保持24 h。

(5) 使體變管中液面下降1 cm，即相當(dāng)于施加了0.1 kPa的基質(zhì)吸力，觀察并記錄每臺(tái)儀器體變管內(nèi)的液面變化以及對(duì)比管中的示數(shù)，直至24 h內(nèi)變化小于0.1 ml，可認(rèn)為土樣達(dá)到吸力平衡，同時(shí)記錄百分表的讀數(shù)。

(6) 使體變管中液面相對(duì)于初始狀態(tài)下降10 cm，即相當(dāng)于施加了1 kPa的基質(zhì)吸力，觀察并記錄每臺(tái)儀器體變管內(nèi)的液面變化以及對(duì)比管中德示數(shù)至平衡狀態(tài)，同時(shí)記錄百分表的讀數(shù)。

(7) 將體變管液面加回初始狀態(tài)，打開(kāi)空氣壓縮機(jī)和各臺(tái)儀器的進(jìn)氣閥門(mén)，通過(guò)調(diào)節(jié)旋鈕依次施加10 kPa、100 kPa、200 kPa、300 kPa、400 kPa、300 kPa、200 kPa、100 kPa的氣壓，即相當(dāng)于施加了同等大小的基質(zhì)吸力，觀察并記錄每臺(tái)儀器體變管的液面變化以及對(duì)比管中的示數(shù)至平衡狀態(tài)，同時(shí)記錄百分表的讀數(shù)。

(8) 將氣壓減為0，關(guān)閉空氣壓縮機(jī)和各臺(tái)儀器的進(jìn)氣閥門(mén)，先后重復(fù)操作第7步和第5步。

(9) 打開(kāi)壓力室，分別取一定量的土樣置于稱(chēng)量過(guò)空盒質(zhì)量的鋁盒中，稱(chēng)量盒加濕土的質(zhì)量。

(10) 將盒置于烘箱內(nèi)，設(shè)定在105℃～110℃的恒溫下烘至恒重。

(11) 將鋁盒從烘箱中取出，蓋上盒蓋，冷卻至室溫后稱(chēng)量盒加干土的質(zhì)量，并計(jì)算含水率。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法

為了研究非飽和高液限土邊坡由于降雨影響造成邊坡失穩(wěn)的機(jī)理及不同深度下基質(zhì)吸力與含水率變化規(guī)律，在邊坡表面進(jìn)行降雨監(jiān)測(cè)和降雨時(shí)基質(zhì)吸力數(shù)據(jù)收集。本試驗(yàn)選取龍浦高速公路K16+560—K16+600路段護(hù)坡作為試驗(yàn)邊坡。現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)主要通過(guò)張力計(jì)聯(lián)合TDR法。

工作原理：張力計(jì)可通過(guò)傳感器和土中水的直接交換，可以測(cè)量出孔隙壓力。負(fù)壓力可通過(guò)高進(jìn)氣值陶瓷材料的飽和孔隙傳送，因此，水可以在張力計(jì)中自由運(yùn)動(dòng)，直至傳感器中的內(nèi)壓與土孔隙水的基質(zhì)勢(shì)相等為止。如果土體被吸濕，水流將朝相反方向(即從土向測(cè)量系統(tǒng))流動(dòng)，直至新壓力達(dá)到一個(gè)新的平衡。因?yàn)閭鞲衅黜敹丝梢宰屓芤簼B透通過(guò)，孔隙水的滲透勢(shì)能對(duì)壓力測(cè)量結(jié)果不產(chǎn)生任何影響。如果考慮了重力勢(shì)能作用(即對(duì)傳感器探頭和壓力計(jì)兩者之間的高程差進(jìn)行修正)，該方法可以直接用來(lái)測(cè)量基質(zhì)吸力。TDR儀通過(guò)測(cè)量土壤含水率變化引起電磁信號(hào)在TDR探頭上傳遞速度的變化來(lái)量測(cè)土壤水分。兩者聯(lián)合可測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)邊坡基質(zhì)吸力與含水率變化。

在邊坡設(shè)置翻斗式雨量計(jì)，每天收集一次降雨量，監(jiān)測(cè)當(dāng)?shù)赜晁闆r。在邊坡表面分別埋設(shè)3根張力計(jì)(監(jiān)測(cè)基質(zhì)吸力)，張力計(jì)的埋設(shè)深度分別為30 cm，每天采集一次數(shù)據(jù)，繪制基質(zhì)吸力曲線；埋設(shè)含水率探頭，埋設(shè)3個(gè)，埋設(shè)深度也保持30 cm，使得基質(zhì)吸力和體積含水率保持在同一個(gè)深度。

3 試驗(yàn)結(jié)果

3.1 濾紙法

每組試驗(yàn)，測(cè)得濾紙含水率。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)“雙圈”牌No.203型濾紙的含水率與吸力關(guān)系進(jìn)行標(biāo)定[16]，得到No.203型濾紙率定方程即式(1)，利用試驗(yàn)所得濾紙含水率，根據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算得到濾紙法得到的吸力。

(1)

得到6組不同體積含水率下土樣的基質(zhì)吸力(見(jiàn)表2)。

表2 濾紙法計(jì)算結(jié)果

3.2 非飽和土固結(jié)儀法

在0～400 kPa范圍內(nèi)進(jìn)行了高液限土的非飽和土固結(jié)試驗(yàn)，獲得脫濕和吸濕兩條曲線，見(jiàn)圖2。在脫濕曲線上求得該種高液限土進(jìn)氣值約為50 kPa。吸濕與脫濕曲線有較大差距，產(chǎn)生了滯回效應(yīng)，曲線存在較大滯回環(huán)。

圖2室內(nèi)土-水特征曲線參數(shù)擬合

3.3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法

2014年11月對(duì)試驗(yàn)邊坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)，觀測(cè)期間降雨量如圖3所示。經(jīng)過(guò)21 d觀測(cè)得到基質(zhì)吸力與含水率隨時(shí)間變化圖，選取邊坡30 cm與60 cm深處分析，分析結(jié)果如圖4和圖5所示。

圖3 觀測(cè)期間降雨量

圖4 30 cm處含水率與基質(zhì)吸力變化

本觀測(cè)期降雨量較大，持續(xù)時(shí)間短，相應(yīng)地，基質(zhì)吸力與含水率都在較小范圍變化。觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的基質(zhì)吸力與含水率變化保持一致，二者沒(méi)有存在滯后現(xiàn)象。

圖5 60 cm處含水率與基質(zhì)吸力變化

4 試驗(yàn)結(jié)果分析

4.1 濾紙法

繪制土-水特征曲線如圖6所示。

圖6濾紙法高液限土土-水特征曲線

隨著含水率的增加，基質(zhì)吸力逐漸減小，用對(duì)數(shù)函數(shù)進(jìn)行擬合，得θ=-3.80ln(S)+49.95，R2=0.960。

濾紙法在量測(cè)土基質(zhì)吸力的試驗(yàn)時(shí)，較為方便，在準(zhǔn)備充分的條件下，可同時(shí)進(jìn)行多組試驗(yàn)，得到土-水特征曲線上的各個(gè)點(diǎn)，繪制完整的曲線，大約需要10 d的試驗(yàn)周期。

4.2 非飽和土固結(jié)儀法

為了建立土-水特征曲線的數(shù)學(xué)模型，引入一個(gè)無(wú)量綱的含水率變化量[5]，由

(2)

其中，θ為對(duì)應(yīng)體積含水率；θr為殘余含水率；θs為飽和含水率。

Van Genuchten(1980)提出了一個(gè)平滑的、封閉的參數(shù)數(shù)學(xué)模型，用于擬合土-水特征曲線，其表達(dá)式如下：

(3)

式中，α，m與n均為擬合參數(shù)。該模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式包含了曲線中轉(zhuǎn)折點(diǎn)的信息。將上式帶入，得：

(4)

為了更好的擬合此曲線，將θs與θr也作為待定系數(shù)。通過(guò)SPSS軟件進(jìn)行參數(shù)擬合，得到各參數(shù)，見(jiàn)表3。

表3 VG模型參數(shù)擬合土-水特征曲線結(jié)果

4.3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法

將20 d觀測(cè)數(shù)據(jù)整理得到三個(gè)邊坡深度的土-水特征曲線(見(jiàn)圖7)，并對(duì)曲線利用函數(shù)擬合，分析結(jié)果如下：

圖7邊坡現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得到土-水特征曲線

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)三個(gè)不同深度處得到的土-水特征曲線有明顯不同。30 cm處的曲線較陡，并且在基質(zhì)吸力20 kPa與38 kPa之間時(shí)，曲線較陡，即隨著在較小的范圍內(nèi)，對(duì)應(yīng)體積含水率的變化較大；60 cm與90 cm深度處的曲線則比30 cm處的更平緩；而60 cm處的曲線比90 cm處的更陡。這是由于土-水特征曲線的陡緩與土體承受的上覆應(yīng)力有關(guān)。由圖4和圖5可以發(fā)現(xiàn)上覆應(yīng)力越小，曲線越平緩，而上覆應(yīng)力較大的土體，則變化較陡，即在進(jìn)氣值后的曲線斜率越大。

現(xiàn)場(chǎng)得到SWCC與室內(nèi)存在差距，但大部分在吸濕曲線和脫濕曲線之間，更接近吸濕曲線，這是因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)土在天然環(huán)境中經(jīng)歷過(guò)許多干濕循環(huán)，并且曲線的形態(tài)與上覆應(yīng)力有關(guān)。

經(jīng)分析，兩側(cè)邊坡的土-水曲線可較好地用線性函數(shù)擬合，擬合結(jié)果見(jiàn)圖7。在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，可考慮利用線性函數(shù)進(jìn)行土-水特征曲線的預(yù)測(cè)與取值。

為對(duì)比濾紙法、室內(nèi)非飽和土固結(jié)儀法以及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法，將三種方法的土-水特征曲線結(jié)果繪制在同一圖中，如圖8所示。

圖8不同方法得到的土-水特征曲線

由圖8對(duì)比發(fā)現(xiàn)，濾紙法及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法的土-水特征曲線大部分都在室內(nèi)非飽和土固結(jié)儀所得的土-水特征曲線的吸濕曲線與脫濕曲線之間，即滯回圈內(nèi)。濾紙法由于人為操作及不可控因素多，與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果存在差距。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)由于受到場(chǎng)地及氣候因素，所測(cè)試范圍較小，曲線形態(tài)受土體上覆土壓力所影響。三種方法中濾紙法和現(xiàn)場(chǎng)張力計(jì)法最為簡(jiǎn)便，張力計(jì)法更為直觀，適合用于現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)監(jiān)測(cè)。非飽和土固結(jié)儀法更準(zhǔn)確，通過(guò)對(duì)曲線擬合可以得到曲線參數(shù)也更為準(zhǔn)確。

5 結(jié) 論

(1) 經(jīng)分析，濾紙法測(cè)得的土-水特征曲線含水率與基質(zhì)吸力對(duì)數(shù)成線性關(guān)系；非飽和土固結(jié)儀法得到的土-水特征曲線可利用VG模型擬合，吸濕曲線與脫濕曲線存在滯回效應(yīng)。

(2) 濾紙法由于受到溫度和人為操作的因素，和非飽和土固結(jié)儀得到的曲線存在偏差，但總體趨勢(shì)一致，在條件不允許的情況下，可以考慮這種方法測(cè)得曲線參數(shù)。

(3) 現(xiàn)場(chǎng)張力計(jì)試驗(yàn)測(cè)得的土-水特征曲線(SWCC)與室內(nèi)張力計(jì)試驗(yàn)方法的結(jié)果存在差距，土-水特征曲線與土體上覆應(yīng)力有關(guān)，上覆應(yīng)力越大，曲線越陡?，F(xiàn)場(chǎng)土-水特征曲線可用線性函數(shù)較好地?cái)M合，在現(xiàn)場(chǎng)條件有限時(shí)可考慮用線性函數(shù)進(jìn)行土-水曲線預(yù)測(cè)與取值。

[1] Oh S, Lu N, Yun K K, et al. Relationship between the soil-water characteristic curve and the suction stress characteristic curve: experimental evidence from residual soils[J]. Journal of Geotechnical & Geoenvironmental Engineering, 2012,138(1):47-57.

[2] 董 倩,侯 龍,趙寶云.基質(zhì)吸力對(duì)非飽和粉質(zhì)砂土抗剪強(qiáng)度的影響[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2012,43(10):4017-4021.

[3] 梅 嶺,姜朋明,李 鵬,等.非飽和土的土水特征曲線試驗(yàn)研究[J].巖土工程學(xué)報(bào),2013,35(S1):124-128.

[4] 倪曉雯,李春良.土水特征曲線在邊坡穩(wěn)定分析中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù),2015(S2):154-159.

[5] 谷 琪,王家鼎,仝云莉,等.濾紙法測(cè)非飽和黃土土水特征曲線試驗(yàn)及擬合研究[J].土壤通報(bào),2016,47(3):588-593.

[6] 陳高峰,楊帥東,蘇 濤,等.基于非飽和土固結(jié)儀的土水特征曲線試驗(yàn)研究[J].人民珠江,2016,37(11):51-54.

[7] 賀建清,羅 婉,蔣 鑫,等.非飽和高液限紅粘土土-水特征試驗(yàn)研究[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào),2014,23(6):249-255.

[8] 秦鴻飛.非飽和膨脹土土水特征曲線試驗(yàn)研究[J].河南水利與南水北調(diào),2013(18):81-82.

[9] 孫德安,高 游,劉文捷,等.紅黏土的土水特性及其孔隙分布[J].巖土工程學(xué)報(bào),2015,37(2):351-356.

[10] 孫志杰.降雨對(duì)非飽和土質(zhì)邊坡含水率的影響分析[J].水利與建筑工程學(xué)報(bào),2015,13(6):75-78.

[11] 褚進(jìn)晶,田 飛,聞 瑋.揚(yáng)州地區(qū)黏性土土水特征曲線試驗(yàn)研究及應(yīng)用[J].水利與建筑工程學(xué)報(bào),2015,13(2):73-77.

[12] 宋亞亞,盧廷浩,季李通.應(yīng)力作用下非飽和重塑黏土土水特征曲線研究[J].水利與建筑工程學(xué)報(bào),2016,14(2):147-150.

[13] 方慶軍,崔 猛.干濕循環(huán)作用下高液限土抗剪性能試驗(yàn)研究[J].施工技術(shù),2015(1):84-88.

[14] 陳正漢.非飽和土與特殊土力學(xué)的基本理論研究[J].巖土工程學(xué)報(bào),2014,36(2):201-272.

[15] 李 哲,司高華,劉東旭.黏土土水特征曲線的實(shí)驗(yàn)研究及理論分析[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2013,36(S2):109-112.

[16] 白福青,劉斯宏,袁 驕.濾紙總吸力吸濕曲線的率定試驗(yàn)[J].巖土力學(xué),2011,32(8):2336-2340.

ExperimentsonSoilWaterCharacteristicsofUnsaturatedHighLiquidLimitSoil

CHEN Yonghui1,2, LI Bingyi1,2, KONG Qingdong1,2, ZHAO Zetao1,2, XIA Bo3

(1.KeyLaboratoryofMinistryofEducationforGeomechanicsandEmbankmentEngineering,HohaiUniversity,Nanjing,Jiangsu210098,China; 2.GeotechniacalResearchInstitute,HohaiUniversity,Nanjing,Jiangsu210098,China;3.JinyiNewDistrictManagementCommitteeofJinhuaCity,Jinyi,Zhejiang321037,China)

To acquire the unsaturated soil water characteristics of high liquid limit and its applicability of soil water characteristic test under different conditions, the soil water characteristic curve of unsaturated high liquid limit soil in highway slope engineering was tested by filter paper method, unsaturated soil consolidation method and field test method. The results show that there is a gap between the soil water characteristic curve measured by filter paper method and interior method, most in hysteresis circle of water characteristic curve of soil measured indoor and the fitting curves showed a linear relationship with the water content and matrix suction in logarithm; Soil water characteristic curve obtained from indoor unsaturated soil consolidation test instrument appeared hysteresis effect, which can be better fitting by using the VG curve model; Soil water characteristic curve (SWCC) monitoring data from outdoor exists a gap with the experiment results, but most are between the moisture absorption curve and desorption curves, and closer to the moisture absorption curve, which can be influenced by soil overburden stress, the greater overburden stress, the steeper the curve, and the matrix suction and water content was negatively correlated, there is not hysteresis between the curves, also the curves can be fitted well by a linear function.

highliquidlimitsoil;unsaturatedsoil;soilwatercharacteristics;matricsuction;moisturecontent

10.3969/j.issn.1672-1144.2017.05.001

2017-05-14

2017-06-16

中央高?；举M(fèi)項(xiàng)目(2016B43314)；浙江省交通運(yùn)輸廳科技計(jì)劃項(xiàng)目(2015J06)

陳永輝(1972—)，男，浙江杭州人，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事地基處理與環(huán)境巖土等方面的教學(xué)和科研工作。

E-mail:yonghuich@163.com

李秉宜(1990—)，男，江蘇蘇州人，博士研究生，研究方向?yàn)榈鼗庸?、軟基處理。E-mail:bylee17@163.com

TU43

A

1672—1144(2017)05—0001—05