岩土力学小菜一碟英文
Rock and Soil Mechanicsfootfetishtube
1999年 第20卷 第3期 Vol.20 No.3 1999
非饱和土的剪切强度*
缪林昌 殷宗泽
摘 要 首先回顾了非饱和土剪切强度的研究现状，接着在控制吸力非饱和土三轴剪切试验的基础上提出了非饱和土剪切强度的双曲模型，它可预测不同吸力对强度的贡献——τs，预测结果令人满意，具有很好的实用性。
关键词 非饱和土 ； 吸力 ； 剪切强度 ； 吸力强度 ； 双曲模型
分类号 TU 432
Shear Strength of Unsaturated Soils
Miao Linchang Yin Zongze
(Rearch Institute of Geotechnical Engineering, Hohai University, Nanjing 210098) Abstract The current state of rearch on the shear strength of unsaturated soils is reviewed in this paper. And the hyperbola model of shear strength theory is prented bad on the triaxial shear test results of the unsaturated soils. It can be ud to predict the suctional strength. The predicted results are very good, which show that the hyperbola model is of practical value for geotechnical engineering.
Key words unsaturated soils , suction , shear strength , suctional strength , hyperbola model 1 前 言
非饱和土的抗剪强度理论研究已有近40年的历史，它以Mohr-Coulomb准则为基础，目前有两类抗剪强度公式被广泛接受。
(1) Bishop［3］公式：
τf=c′+(σn-u a)tan′+χ(u a-u w)tan′
(1)
式中 c′, ′分别是有效凝聚力和有效内摩擦角； u a，u w分别为孔隙气压和孔隙水压力； χ是与饱和度有关的参数，它还与土类、干湿循环及加载的应力与路径有关。当饱和度为零时，χ=0；当饱和度为1时，χ=1。Bishop理论已为许多学者接受，但由
于吸力及参数χ不易测定，所以未能大量应用。
(2) Fredlund［1,2］的双变量公式：生产线英语
τf=c′+(σn-u a)tan′+(u a-u w)tan b
(2)式中 b 是随吸力变化的内摩擦角。Gan［4］等研究表明b 不是常数，它与吸力有关。Fredlund理论虽然同样得到国际的公认和局部采用，但由于吸力测量和b 的测定技术相当繁杂，因而未能在工程中大量应用。从公式(1)，(2)中可以看到，非饱和土的抗剪强度除了象饱和土与c′，′及法向应力有关外，还与吸力有关。吸力引起的这一部分强度记为τs，则方程(1)，(2)可重写为
τf=c′+τs+(σn-u a)tan′
小甜甜布兰妮演唱会(3)
τs是与吸力直接相关的抗剪强度，我们称它为吸力强度。τs可以看作是非饱和土的总凝聚力C total的一部分，即
C total=c′+τs
(4) 对于吸力强度，沈珠江［5］设想用双曲线来拟合与吸力有关的抗剪强度公式：
会计基础知识
(5)但参数d的确定及拟合精度存在问题。
卢肇钧［6］认为吸力强度τs与膨胀力p s存在线性关系，提出
τs=mp s tan′
(6)
但这种设想有待于实践去检验其实用性。
针对这种现状，我们在非饱和土三轴试验的基础上提出一种双曲模型来拟合并预测非饱和土的吸力强度，从拟合、预测的效果来看，该双曲模型具有较强的实用性。2 非饱和土的三轴试验
2.1 试验设备
我们把常规三轴仪改制成可用于非饱和土测试的非饱和三轴仪，它主要由这几部分组成：(1) 加压系统 由内外压力室组成，主要用于施加围压； (2) 吸力控制系统 它是通过分别控制孔隙气压和孔隙水压来实现的； (3) 测量系统 测量轴向压力和体积应变等。
2.2 试样和试验方法
研究试样用南阳膨胀土制备，共12个击实土样。三轴试样的直径为39.1 mm，高80 mm，分五层均匀击实，含水量为17%，干密度为1.5 g/cm3。
三轴仪由两个压力室组成，它可测量非饱和土样的体积变化。孔隙水压通过陶土板施加在土样的底部，孔隙气压通过透水石加在土样的顶部。围压、孔隙气压、孔隙水压分别进行控制。当每个土样装好后将围压、 孔隙气
图1 非饱和膨胀土样三轴试验
结果图(吸力u s=50 kPa)
Fig.1 The triaxial test results of the
unsaturated soils with u s=50 kPa
压、孔隙水压加载到预计值，让其自行固结稳定24 h后再开始进行排水剪切，剪切速率为0.009 mm/min。在试验过程中采用控制吸力的方法进行剪切试验，以避免由于剪切速率对强度和孔隙压力测量的影响。
3 非饱和土的剪切强度
3.1 非饱和土三轴试验数据分析
饱和土样的强度参数c′=35 kPa， ′=21.2°。图1～4分别是控制吸力为50 kPa，80 kPa，120 kPa，200 kPa的三轴剪切应力-应变关系与强度包线，数据整理见表1。
表1中τ
s为吸力强度，b (φb =tan-1τs/u s, u s=u a-u w为吸力)是吸力内
高一数学课程讲解视频图2 非饱和膨胀土样三轴试验
结果图(吸力u s=80 kPa)
韩剧太阳的新娘
Fig.2 The triaxial test results of the
unsaturated soils with u s=80 kPa
图3 非饱和膨胀土样三轴试验
结果图(吸力u s=120 kPa)
Fig.3 The triaxial test results of the
英语三级考试题型unsaturated soils with u s=120 kPa 摩擦角，随吸力的增加而减小，呈非线性。
表1 非饱和土三轴剪切数据表
Table 1 Data of the unsaturated soil shear test
吸力u s /kPa5080120200
τs /kPa19.2273957.3
φb/(°)2118.61816
3.2 双曲模型marble
从图1(b)～4(b)上可以看到非饱和土剪切试验中c′，′是不变的，即c′，′
与吸力无关。这与Drumright［7］，Rohm［8］的研究结果是一致的。同时，Drumright 和Rohm认为吸力对
图4 非饱和膨胀土样三轴试验67是什么意思
结果图(吸力u s=200 kPa)
Fig.4 The triaxial test results of the
unsaturated soils with u s=200 kPa
