非飽和土性狀及其邊坡穩(wěn)定性

這本《非飽和土性狀及其邊坡穩(wěn)定性》由張芳枝、梁志松、周秋娟編著，結(jié)合近年來非飽和土的基本性狀試驗研究、非飽和土邊坡滲流以及穩(wěn)定性研究進(jìn)展，總結(jié)并介紹了目前非飽和土性狀試驗成果，以及非飽和土邊坡滲流特性和邊坡穩(wěn)定性分析成果。本書共分為5章，內(nèi)容包括：非飽和土的土一水特征曲線試驗研究概述，非飽和土變形和強(qiáng)度特性的試驗研究，非飽和土的滲流特性，降雨條件下飽和一非飽和土坡的穩(wěn)定性分析，非飽和土堤防滲流特性與穩(wěn)定性分析。讓讀者了解非飽和土性狀及其邊坡穩(wěn)定性研究新進(jìn)展，包括非飽和土的變形、強(qiáng)度和滲流特性試驗與研究成果，以及非飽和土邊坡滲流和穩(wěn)定分析的有關(guān)成果。

《非飽和土性狀及其邊坡穩(wěn)定性》可作為水利、土建、巖土、地質(zhì)等有關(guān)專業(yè)教師、研究生閱讀，亦可作為相關(guān)科研和工程技術(shù)人員的參考用書。

這本《非飽和土性狀及其邊坡穩(wěn)定性》由張芳枝、梁志松、周秋娟編著。采用多種手段研究非飽和土性狀及其邊坡穩(wěn)定性，在理論和實踐上都有重要意義。為此，本書作者開展了非飽和土的變形和強(qiáng)度特性、邊坡穩(wěn)定性及其數(shù)值模擬的研究，并介紹和總結(jié)了近年來其他研究者的成果。全書包括三部分內(nèi)容：一是非飽和土的滲透、變形和強(qiáng)度特性試驗研究；二是降雨條件下飽和一非飽和土坡的穩(wěn)定分析；三是非飽和土堤防滲流特性與穩(wěn)定性分析。

前言

第1章 非飽和土的土—水特征曲線試驗研究概述

1.1 非飽和土的土—水特征曲線

1.2 干燥與吸濕過程中的土—水特征曲線

1.3 非飽和土的理論土—水特征曲線

參考文獻(xiàn)

第2章 非飽和土變形和強(qiáng)度特性的試驗研究

2.1 非飽和土的強(qiáng)度基本理論

2.2 非飽和土的變形和強(qiáng)度特性試驗方法

2.3 非飽和土的變形特性試驗成果

2.4 非飽和土的強(qiáng)度特性試驗成果

2.5 干濕過程中非飽和土的變形和強(qiáng)度特性

2.6 反復(fù)干濕循環(huán)對非飽和土的力學(xué)特性影響

參考文獻(xiàn)

第3章 非飽和土的滲流特性

3.1 非飽和土的滲透特性試驗方法

3.2 非飽和土的滲透特性

3.3 降雨條件下坡地飽和—非飽和土徑流滲流耦合

參考文獻(xiàn)

第4章 降雨條件下飽和—非飽和土坡的穩(wěn)定性分析

4.1 降雨入滲理論

4.2 降雨入滲條件下飽和—非飽和土坡穩(wěn)定性分析

4.3 降雨條件下對土坡穩(wěn)定性的影響分析

參考文獻(xiàn)

第5章 非飽和土堤防滲流特性與穩(wěn)定性分析

5.1 飽和—非飽和土滲流固結(jié)分析基本理論及方法

5.2 飽和—非飽和土邊坡穩(wěn)定性分析基本理論及方法

5.3 計算模型和計算中有關(guān)問題的處理

5.4 計算成果及分析

參考文獻(xiàn)

非飽和土性狀及其邊坡穩(wěn)定性 [平裝]

~ 張芳枝 (作者), 梁志松 (作者), 周秋娟 (作者)

出版社: 中國水利水電出版社; 第1版 (2011年12月1日)

平裝: 106頁

正文語種: 簡體中文

開本: 16

ISBN: 7508492781, 9787508492780

條形碼: 9787508492780

商品尺寸: 25.6 x 18.6 x 0.8 cm

商品重量: 259 g

土體中含有氣體使非飽和土的性質(zhì)遠(yuǎn)比兩相的飽和土復(fù)雜，飽和土的某些原理對非飽和土不再適用，或者需要重新論證。弄清非飽和土的基本性狀和工程性狀及其主要影響因素，在此感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上進(jìn)行性質(zhì)抽象和關(guān)系抽象，建立非飽和土研究的基本思路，探索在工程中考慮這些性狀的本構(gòu)關(guān)系和定性的、定量的分析方法，提出合理的計算公式，選擇合適的特性參數(shù)試驗方法（尤其是吸力的量測技術(shù)），確定各特性參數(shù)量值的范圍，并將分析結(jié)果在實踐中進(jìn)行驗證和修正等：這些就是非飽和土力學(xué)研究的主要任務(wù)。

非飽和土體中存在著大小和形狀多變的孔道體系，當(dāng)水分很少時，水分只能占據(jù)細(xì)的“狹頸”孔道，且互不連續(xù)，這時氣相與外界大氣連通（平衡）。這種狀態(tài)在俞陳劃分法中稱為“氣開敞”。另一種與此相反，當(dāng)土中的水分很多時，液相不僅占據(jù)了全部小孔道，而且也占據(jù)了大孔道，氣相被液體分割包圍，形成弧立氣泡懸浮于液體中，氣相完全被封閉，與大氣不能連通，固液氣三相的界面現(xiàn)象消失，這時，非飽和土與飽和土的性狀差別主要在于前者孔隙中的液體是可壓縮的，而后者孔隙中的液體不可壓縮，此即為氣相的“完全封閉狀態(tài)”。上述兩種情況比較極端，也比較簡單，介于上述兩階段之間的形態(tài)，則要復(fù)雜得多。對此，有不同的劃分法，三階段劃分法將其稱為“雙開敞”階段，即氣相和液相均向大氣開敞的意思，但這樣劃分似乎過于簡單化了。事實上，“雙開敞”的形態(tài)是一個很不穩(wěn)定的階段。當(dāng)水分從“氣相完全連通形態(tài)”增大時，土體中的部分不連續(xù)水相可以逐步地接續(xù)起來，并與外界相通。但這種情況只是部分發(fā)生，其余部分仍保留著氣相與外界（大氣）連通的狀況。在這一階段，土體受壓后的變形將是相當(dāng)迅速的。這階段在“四形態(tài)的劃分”中稱之為“氣相的部分連通形態(tài)”。當(dāng)土中的水分繼續(xù)增多時，不連續(xù)水的接續(xù)現(xiàn)象會繼續(xù)發(fā)展和漫延，由于毛細(xì)水的遷移，在土體的表部首先將會形成連續(xù)的水膜，從而把氣相與大氣暫時隔離開來。這時，氣相僅在土體內(nèi)部存在連通現(xiàn)象，它在四形態(tài)劃分中稱為“氣相的內(nèi)部連通形態(tài)”。研究表明，非飽和土處于“內(nèi)部連通”與處于“部分連通”時的性狀將有顯著的不同。在上述四種形態(tài)中，不言而喻，部分連通與內(nèi)部連通兩種形態(tài)將是非飽和土力學(xué)的主要研究對象。因為對于完全連通狀態(tài)，可以看作“干土”，問題比較簡單；而對于完全封閉形態(tài)，則可將它簡化為內(nèi)部充滿可壓縮流體的飽和土，許多飽和土的成果可以延伸和利用，故不是非飽和土研究的重點。

本書共分為7章，內(nèi)容包括：非飽和土的特性、非飽和土的強(qiáng)度理論、非飽和土邊坡穩(wěn)定性分析中傳統(tǒng)方法的討論、強(qiáng)度折減有限元法中非飽和功能分析的實現(xiàn)途徑、非飽和土邊坡穩(wěn)定性分析的應(yīng)用、非飽和土邊坡局部失穩(wěn)機(jī)制的研究和黃土潛蝕洞穴對非飽和土邊坡穩(wěn)定性的影響評價。本書不僅可以讓讀者了解非飽和土強(qiáng)度理論及非飽和土邊坡穩(wěn)定性分析方法的研究新進(jìn)展，而且還可以了解非飽和土邊坡穩(wěn)定性分析中的一些工程應(yīng)用情況。

非飽和土是一種三相土，與飽和土不同，非飽和土中不僅有固相（土粒及部分膠結(jié)物質(zhì)）和液相（水和水溶液），而且還有氣相（空氣和水汽等）存在。氣相的存在使土的性質(zhì)大為復(fù)雜化，它的基本特性與飽和土有所不同，這些特性給非飽和土工程性狀的研究帶來了許多困難，以致目前對非飽和土基本性質(zhì)的研究仍不很成熟，而非飽和土的理論原理和計算方法以及它們介入工程的程度則還處于初步階段。

一般認(rèn)為土壤由固相（土壤顆粒）、液相（土壤水）和氣相（土壤所含氣體）三相構(gòu)成，在土壤顆粒空隙完全由液相填充，即水占土壤空隙的比例為百分之百時該土壤稱之為飽和土。反之，土壤孔隙由水和空氣填充，即飽和度小于100%時但大于0時，該土壤為非飽和土。

基質(zhì)吸力為研究非飽和土特性的一個重要參數(shù)，基質(zhì)吸力多用于描述土體雨水入滲的能力，比如大壩土體入滲、降雨入滲，其可通過水土特征曲線描述——試驗測得土中基質(zhì)吸力與土體體積含水率變化的一組數(shù)據(jù)表示。

常用的分析非飽和土的軟件有midasgts、geostudio、ansys及ABAQUS，Seep3D。

非飽和土在自然界廣泛地存在，真正的飽和土在自然界是很少的，尤其在干旱與半干旱地區(qū)，由于受氣候條件的影響，存在著若干種具有特殊性質(zhì)的土類，如膨脹土、崩解土（黃土等）、殘積土等，統(tǒng)稱為“特殊土”。它們均具有非飽和土的基本特性，即土體內(nèi)通常存在著吸力。這種特征在膨脹土中表現(xiàn)得尤為明顯和重要。因此，非飽和土理論就越來越密切地介入到膨脹土的研究中。這樣不僅增加了膨脹土研究的活力，開闊了探索的視野，而且鑒于非飽和土力學(xué)的理論框架已有一定進(jìn)展，也使今后膨脹土研究有了比較堅實的理論基礎(chǔ)，從而使研究向著更加理性化的方向發(fā)展。