本文選題：土壤水分　切入點(diǎn)：應(yīng)力　出處：《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》2017年06期

【摘要】：土水特征曲線(soil-water characteristic curve,SWCC)方程是非飽和土力學(xué)中最重要的土性表征手段之一。該文評(píng)價(jià)當(dāng)前經(jīng)典的SWCC方程,指出其未具有包容復(fù)雜因素的能力,具有靈活性的優(yōu)點(diǎn)但卻同時(shí)具有對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)量依賴性高的缺點(diǎn),不能處理多孔隙尺度集群土體固-液-氣共同運(yùn)動(dòng)及作用的水力-力學(xué)耦合效應(yīng)問(wèn)題。建立雙應(yīng)力變量廣義SWCC概念圖示并定義相對(duì)體積含水比,基于Fredlund雙應(yīng)力變量理論及van Genuchten土-水表征方程,構(gòu)建考慮土體變形及多孔隙分布形態(tài)的雙應(yīng)力狀態(tài)變量的廣義SWCC方程。相較于2個(gè)參數(shù)的Brooks等的方程、3個(gè)參數(shù)的van Genuchten方程以及4個(gè)參數(shù)的Fredlund等的方程,廣義SWCC方程僅3個(gè)參數(shù),其中2個(gè)參數(shù)在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系的"相對(duì)體積含水比-吸力"平面中進(jìn)行最小二乘法線性擬合得到,僅1個(gè)參數(shù)需非線性最小二乘法擬合得到。該模型可利用不同應(yīng)力狀態(tài)下的至少3個(gè)土水試驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn),繪制出1條具有適宜精度的單峰SWCC;方程考慮了多峰孔隙概率密度函數(shù)分布及土體變形因素,實(shí)現(xiàn)了從應(yīng)力歷史推廣到應(yīng)力狀態(tài)的廣義情況,為定量描述不同孔隙結(jié)構(gòu)土體雙應(yīng)力狀態(tài)下的持水特性、滲透特性和強(qiáng)度特性提供了一條途徑。
[Abstract]:Soil-water characteristic characteristic equation is one of the most important means to characterize soil properties in unsaturated soil mechanics.In this paper, the classical SWCC equation is evaluated, and it is pointed out that it has not the ability to contain complex factors, has the advantage of flexibility, but also has the disadvantage of high dependence on the experimental data.It can not deal with the coupling effect of hydraulic and mechanical interaction between solid, liquid and gas in multi-pore scale cluster soil.Based on the Fredlund double stress variable theory and the van Genuchten soil-water representation equation, the generalized SWCC equation with double stress state variables considering soil deformation and pore distribution was established.Compared with the Brooks et al equation with two parameters, the van Genuchten equation with three parameters and the Fredlund et al with four parameters, the generalized SWCC equation has only three parameters.Two of these parameters are obtained by least square linear fitting in the plane of "relative volume water ratio to suction" in the logarithmic coordinate system, and only one parameter needs nonlinear least square fitting.Using at least three soil-water test data points under different stress states, the model can draw a single peak SWCC with suitable precision, and the equation takes into account the distribution of multi-peak pore probability density function and the deformation of soil.The generalized condition from stress history to stress state is realized, which provides a way to quantitatively describe the water holding property, permeability characteristic and strength characteristic of soil mass with different pore structure under double stress state.
【作者單位】： 西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院;College
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助(11572262) 中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助(XDJK2016D016,XDJK2016B006)
【分類號(hào)】：TU43

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