黏性土非饱和土三轴试验研究

高洋洋

（辽宁省东煤测试分析研究院有限责任公司，辽宁 沈阳 110000）

一、试验的目的与内容

非饱和土的分布较为广泛，对于非饱和土进行的研究不可以只是停留在理论研究的基础上，还要求对其给予大量的试验和研究，当前很多的工程问题都不能够与非饱和土抗剪强度问题相背离，特别是在边坡稳定性上存在的问题。所以，非饱和土三轴试验的持续完善对于日后工程设计与稳定性的预测有着不可忽视的意义。本文以黏性土作为主要的研究对象，对于原状土样完成饱和土和非饱和土的试验研究。

二、非饱和土三轴试验

（一）试验方法与选取

与饱和土三轴的试验对比，非饱和土三轴试验里比较主要的一点其属于基质吸力的控制与测量，原本的饱和土三轴仪无法对非饱和土的试验研究给予满足，因此要求按照非饱和土其自身的特性持续的对对饱和土三轴仪完成持续的改进并且使其能够变得更加完善。同样非饱和土抗剪强度指标的获取也能够完成直剪试验，可是是孔隙气压和孔隙水压的控制以及测量对于直剪仪也是一个不可忽视的问题。

非饱和土固结排水试验(CD)主要分成两种不同的试验形式，首先，使得基质吸力保持不变，使得净围压不断提升;二，净围压保持不变，慢慢的提升基质吸力。两种方式与两种不同的应力路径保持对应。通过两种应力路径存在的差异获得抗剪强度参数C CD和与基质吸力相关的坡角。

（二）试验步骤

传感器清零一饱和陶土板一安装试验一内压力室参照管注水一外压力室安装注水一加压检差软件控制阶段一压力卸载一拆外压力室一拆内压力室一拆试样。但是和土一水特征曲线存在差异的是，不仅仅是需要完成吸力的平衡，还需要完成等吸力固结以及等吸力剪切等两个基础阶段。

（三）试验方案

运用GDS非饱和土三轴仪对于黏性土原状土进行三轴固结的排水试验(CD试验)，控制的基质吸力其保持在0 kPa,和 3OkPa, 以及80 kPa与100kPa,其中还包含了150kPa与200kPa。净围压则分别是100kPa和200kPa以及300kPa。

（四）试验成果与分析

通过分析获得非饱和土其自身的性质和抗剪强度参数对于岩土工程工程起到的作用是不容忽视的。本文通过低于土一水特征曲线进行研究非饱和土的性质和饱和度以及基质吸力自检的关系，可是试验比较简单，这样的一种情况并不会对非饱和土性质的其余因素考虑在其中。所以日后的土-水特征曲在进行试验的过程中，能够使用对于某一影响因素给予控制去完成所需要的研究，从而获得不同因素情况下对于土一水特征产生影响的曲线。

当前，非饱和土其具备的抗剪强度理论并不是十分的统一。不同的非饱和土因为应力历史和土的性质以及所处在环境等多种因素存在的差异，会产生不同的土和不同的抗剪强度相对的理论。因此像饱和土理论一样会对不同的土设置一个完善的理论是未来研究的重点内容，其对于未来非饱和土所进行研究有着不可忽视的意义。

对非饱和土在进行研究的过程中还要求保持试验仪器的精准和稳定，除此之外还需要对于非饱和土孔隙压力进行测量，尽管这样的一种测量方式存在较大难度。本文研究使用的试验仪器自动化程度相对较高，可是因为试验耗时相对较久，在具体工程的使用过程中无法得到有效现实，因此需要对于非饱和土的试验仪器持续的给予改善，只有这样才能够使其被有效的运用在岩土工程的实践过程中。理想的情况则是非饱和土孔隙压力能够被及时的监测，通过这样的方式增加抗剪强度参数的稳定性和可靠性。

ABAQUS软件数值模拟，其和极限平衡法相比就有着较大的优势，可是本文使用的土坡属于一个均质的土坡，具体工程里，土坡一般都是非均质并且会出现裂隙等，因此当前并未把这部分因素考虑在其中，因此未来的数值模拟需要尽可能的具体情况保持一致，把多种影响因素考虑在其中去完成模拟，对滑动面和稳定安全系数的确认有着不可忽视的意义。