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第1章 吸力量测及控制技术1

1.1 非饱和土中吸力的概念1

1.2 基质吸力直接量测5

1.2.1 张力计法5

1.2.1.1 张力计的原理6

1.2.1.2 张力计的使用方法6

1.2.1.3 张力计存在的问题7

1.2.1.4 高量程张力计7

1.2.2 高含水率土体基质吸力测试9

1.2.2.1 装样及测试步骤10

1.2.2.2 高含水率土体基质吸力量测试验实例11

1.3 吸力间接量测12

1.3.1 基质吸力的间接量测12

1.3.1.1 热传导传感器法12

1.3.1.2 电导率传感器法14

1.3.1.3 时域反射计法15

1.3.1.4 介电常数计法17

1.3.2 滤纸法17

1.3.2.1 滤纸法率定曲线18

1.3.2.2 实验仪器、材料20

1.3.2.3 试验步骤20

1.3.2.4 滤纸法量测吸力试验实例21

1.3.2.5 滤纸法存在的问题23

1.3.3 湿度计法23

1.3.3.1 热电偶湿度计法23

1.3.3.2 晶体管湿度计法25

1.3.3.3 冷镜露点湿度计法26

1.3.4 挤液法29

1.4 吸力控制技术29

1.4.1 轴平移控制技术29

1.4.1.1 实验原理31

1.4.1.2 仪器及操作步骤简介33

1.4.1.3 轴平移技术的应用36

1.4.2 半渗透控制技术38

1.4.2.1 实验原理39

1.4.2.2 实验仪器及材料41

1.4.2.3 渗析法试验步骤41

1.4.2.4 关键技术问题43

1.4.2.5 渗析法试验实例43

1.4.3 相对湿度控制技术44

1.4.3.1 实验原理44

1.4.3.2 实验仪器、材料及步骤45

1.4.3.3 关键技术问题46

1.4.3.4 相对湿度控制吸力试验实例46

第2章 非饱和土渗透试验49

2.1 非饱和土中水和气的运移规律49

2.2 液体在土体中的流动及测试50

2.2.1 水相流动定律50

2.2.2 稳态法测定水相渗透系数53

2.2.2.1 实验原理53

2.2.2.2 试验装置及试验步骤55

2.2.2.3 稳态法测定非饱和土水相渗透系数的试验实例57

2.2.2.4 存在的问题59

2.2.3 非稳态法测定水相渗透系数59

2.2.3.1 瞬时截面法的实验原理59

2.2.3.2 瞬时截面法的试验步骤60

2.2.3.3 瞬时截面法量测非饱和土水相渗透系数的试验实例60

2.3 气体在土体中的流动及测试64

2.3.1 空气流动定律64

2.3.2 非饱和土渗气特性的测定66

2.3.2.1 侧限条件下的渗气试验67

2.3.2.2 三轴渗气试验69

2.3.3 渗气试验存在的问题73

第3章 非饱和土变形试验74

3.1 压缩试验74

3.1.1 概述74

3.1.2 非饱和土压缩仪75

3.1.2.1 轴平移技术控制吸力的非饱和土压缩仪75

3.1.2.2 半渗透技术控制吸力的非饱和土压缩仪79

3.1.2.3 相对湿度技术控制吸力的非饱和土压缩仪80

3.1.3 试验过程81

3.1.4 关键技术问题82

3.1.5 恒定吸力下压缩试验实例83

3.2 浸润膨胀试验83

3.2.1 概述83

3.2.2 浸润膨胀试验分类84

3.2.2.1 按吸力控制与否划分84

3.2.2.2 按体积变化与否划分87

3.2.3 浸润膨胀试验实例90

3.2.3.1 不控制吸力的膨胀变形试验90

3.2.3.2 不控制吸力的膨胀力试验92

3.2.3.3 吸力控制的膨胀变形试验93

3.2.3.4 吸力控制的膨胀力试验94

3.3 干燥收缩试验96

3.3.1 土体宏观收缩裂隙97

3.3.1.1 收缩裂隙与土体中的水分蒸发97

3.3.1.2 收缩裂隙与土体的吸力和抗拉强度97

3.3.1.3 收缩裂隙与土体的干燥收缩性98

3.3.2 均匀收缩体内部干化裂隙100

3.3.2.1 土样的制备方法100

3.3.2.2 含水率、孔隙比及微观孔隙的测试100

3.3.2.3 收缩曲线101

3.3.2.4 干化过程中微观测试结果及分析101

3.4 干湿循环试验105

3.4.1 概述105

3.4.2 干湿循环试验的分类106

3.4.3 干湿循环试验实例107

3.4.3.1 常规的干化-湿化循环试验107

3.4.3.2 控制吸力下的干湿循环试验108

第4章 非饱和土强度试验113

4.1 非饱和土直剪试验114

4.1.1 概述114

4.1.2 典型的非饱和土直剪仪115

4.1.3 常见的非饱和土直剪试验119

4.1.3.1 吸力控制的非饱和土直剪试验119

4.1.3.2 不控制吸力的非饱和土直剪试验122

4.1.3.3 剪切-浸水试验125

4.2 非饱和土三轴试验127

4.2.1 概述127

4.2.2 体变量测方法129

4.2.2.1 双压力室体变量测129

4.2.2.2 单压力室体变量测132

4.2.3 非饱和土三轴试验前的准备工作138

4.2.4 常见非饱和土三轴试验类型与试验结果简介140

4.2.4.1 等吸力的三轴剪切试验141

4.2.4.2 控制净应力和吸力下的湿化试验143

4.2.4.3 常含水率下等向压缩试验和三轴剪切试验146

附录A 不规则形状土样体积量测方法——油封法148

附录B 压汞测试方法151

参考文献157