目錄
第1章 土體的干濕循環及土水作用問題 1
1.1 干濕循環問題的存在 1
1.2 土體干濕循環問題的研究 2
1.2.1 宏觀干濕循環特性 2
1.2.2 微觀干濕循環特性 3
1.3 土體中土水作用問題的研究 3
1.3.1 入滲特性 3
1.3.2 基質吸力特性 4
1.3.3 脹縮特性 5
1.3.4 裂縫特性 6
1.4 紅土中的干濕循環及土水作用問題研究 7
1.4.1 干濕循環研究 7
1.4.2 土水作用研究 8
第2章 增濕條件下紅土的入滲特性 10
2.1 試驗設計 10
2.1.1 試驗土料 10
2.1.2 試驗方案 10
2.2 變水頭增濕條件下紅土的入滲特性 11
2.2.1 入滲時間的影響 11
2.2.2 初始干密度的影響 14
2.2.3 初始含水率的影響 16
2.2.4 導水率與入滲時間的擬合 19
2.2.5 飽和導水率與初始干密度的擬合 21
2.3 積水增濕條件下紅土的入滲特性 22
2.3.1 入滲時間的影響 22
2.3.2 初始干密度的影響 28
2.3.3 初始含水率的影響 31
2.3.4 土柱尺寸的影響 34
2.4 紅土的Green-Ampt入滲模型 35
2.4.1 單層土體的Green-Ampt入滲模型 35
2.4.2 單層紅土的Green-Ampt入滲模型參數 37
2.4.3 單層紅土的入滲經驗公式 38
2.4.4 單層紅土入滲經驗公式的驗證 39
2.4.5 分層土的Green-Ampt入滲模型 41
2.4.6 分層紅土Green-Ampt入滲模型的驗證 43
第3章 干濕循環下紅土的基質吸力特性 47
3.1 試驗設計 47
3.1.1 試驗土料 47
3.1.2 土-水特性試驗方案 47
3.1.3 微觀結構特性試驗方案 50
3.2 土-水特征曲線 51
3.2.1 土-水特征曲線的特點 51
3.2.2 土-水特征參數 52
3.3 脫濕過程中紅土的基質吸力特性 52
3.3.1 脫濕次數的影響 52
3.3.2 初始干密度的影響 54
3.3.3 初始含水率的影響 57
3.3.4 預固結壓力的影響 59
3.3.5 過篩粒徑的影響 62
3.4 增濕過程中紅土的基質吸力特性 64
3.4.1 增濕次數的影響 64
3.4.2 初始干密度的影響 65
3.4.3 過篩粒徑的影響 68
3.5 干濕循環過程中紅土的基質吸力特性 70
3.5.1 干濕循環次數的影響 70
3.5.2 初始干密度的影響 71
3.5.3 過篩粒徑的影響 73
3.5.4 土-水特征曲線的滯後性 74
3.5.5 濾紙法與壓力板儀法結果對比 75
3.6 含砂紅土的基質吸力特性 75
3.6.1 初始干密度的影響 75
3.6.2 含砂率的影響 77
3.6.3 干濕循環的影響 79
3.6.4 基質吸力與抗剪強度的關繫 80
3.7 干濕循環下紅土土-水特征曲線的擬合 85
3.7.1 土-水特征曲線的擬合關繫 85
3.7.2 土-水特征曲線的擬合結果 85
3.8 干濕循環下紅土的微觀結構特性 89
3.8.1 電導率特性 89
3.8.2 微結構特性 91
第4章 干濕循環下紅土的脹縮特性 97
4.1 試驗設計 97
4.1.1 試驗土料 97
4.1.2 試驗方案 97
4.2 不同初始干密度下干濕循環紅土的脹縮特性 99
4.2.1 膨脹特性隨增濕時間的變化 99
4.2.2 膨脹特性隨增濕次數的變化 101
4.2.3 膨脹特性隨初始干密度的變化 102
4.2.4 收縮特性隨脫濕時間的變化 104
4.2.5 收縮特性隨脫濕次數的變化 106
4.2.6 收縮特性隨初始干密度的變化 107
4.2.7 橫向收縮與豎向收縮比較 108
4.2.8 膨脹與收縮比較 109
4.3 不同初始含水率下干濕循環紅土的脹縮特性 110
4.3.1 膨脹特性隨增濕時間的變化 110
4.3.2 膨脹特性隨增濕次數的變化 112
4.3.3 膨脹特性隨初始含水率的變化 113
4.3.4 收縮特性隨脫濕時間的變化 115
4.3.5 收縮特性隨脫濕次數的變化 117
4.3.6 收縮特性隨初始含水率的變化 118
4.3.7 橫向收縮與豎向收縮比較 120
4.3.8 膨脹與收縮比較 122
4.4 不同試樣尺寸下干濕循環紅土的脹縮特性 124
4.4.1 膨脹率的尺寸效應隨增濕時間的變化 124
4.4.2 膨脹率的尺寸效應隨增濕次數的變化 127
4.4.3 膨脹率的尺寸效應隨初始干密度的變化 130
4.4.4 膨脹率的尺寸效應隨初始含水率的變化 132
4.4.5 收縮率的尺寸效應隨脫濕時間的變化 133
4.4.6 收縮率的尺寸效應隨脫濕次數的變化 136
4.4.7 收縮率的尺寸效應隨初始干密度的變化 139
4.4.8 收縮率的尺寸效應隨初始含水率的變化 140
第5章 干濕循環下紅土的裂縫特性 142
5.1 試驗設計 142
5.1.1 試驗土料 142
5.1.2 試驗方案 142
5.2 試驗現像觀測 143
5.2.1 不同初始含水率 144
5.2.2 不同初始干密度 145
5.2.3 不同干濕循環溫度 145
5.2.4 不同干濕循環時間 146
5.3 裂縫圖像處理 150
5.3.1 紅土裂縫圖像的特點 150
5.3.2 裂縫圖像前處理 150
5.3.3 裂縫圖像特征參數的提取 153
5.4 不同初始含水率下干濕循環紅土的裂縫特性 154
5.4.1 增濕過程的裂縫特性 154
5.4.2 脫濕過程的裂縫特性 157
5.4.3 干濕循環過程的裂縫特性 160
5.5 不同初始干密度下干濕循環紅土的裂縫特性 162
5.5.1 增濕過程的裂縫特性 162
5.5.2 脫濕過程的裂縫特性 165
5.5.3 干濕循環過程的裂縫特性 168
5.6 不同溫度下干濕循環紅土的裂縫特性 169
5.6.1 裂縫條數的變化 169
5.6.2 裂縫長度的變化 171
5.6.3 裂縫寬度的變化 173
5.6.4 裂縫面積的變化 175
5.6.5 增濕-脫濕過程比較 177
5.7 不同時間下干濕循環紅土的裂縫特性 178
5.7.1 增濕過程的裂縫特性 178
5.7.2 脫濕過程的裂縫特性 187
5.7.3 干濕循環過程的裂縫特性 194
5.8 不同影響因素對干濕循環紅土裂縫發展的影響 196
5.8.1 裂縫發展過程 196
5.8.2 初始含水率的影響 197
5.8.3 初始干密度的影響 198
5.8.4 溫度的影響 199
5.8.5 干濕循環時間的影響 200
5.8.6 干濕循環次數的影響 201
5.8.7 紅土的裂縫特性與紅土型大壩開裂的關繫 201
參考文獻 202