非饱和土水力与力学特性的 物理机制研究 张一昭刘奉银著 图书馆 斜学出版社 北京 内容简介 水力与力学特性是当今非饱和土力学研究的热点和难点之一.本书总 结了目前非饱和土持水特性、渗透特性和有效应力的研究现状，基于表面科 学、颗粒力学及热力学原理，提出了“土样-土颗粒集合体”的多层次分析模 式，先从土样的试验结果出发，研究了持水曲线的影响因素，并在全含水率 范围内完善了对土持水及非饱和渗透特性的模型描述；再将土颗粒简化为 球体颗粒，用液桥表征颗粒间的水分形态，提出了土颗粒与液桥相互作用的 理论模型；最后，将非饱和土简化为球体颗粒组成的土颗粒集合体或气、液、 固3相及其交界面组成的集合体，分别建立了预测滞回持水曲线的物理模 型以及考虑相间交界面的有效应力公式，深化了对非饱和土水力与力学特 性物理本质的认识. 本书可供土建、水利、公路、市政和工程地质领域的科研和工程技术人 员使用，也可作为高等院校研究生和本科生的教学参考书. 前言 非饱和土的水力特性（包括持水特性和渗透特性）与力学特性（有 效应力)是土力学界关注的热点课题之一.在大型水利水电、公路、核 废料处置等工程建设中，普遍涉及复杂地质环境下水分的分布和迁移 对非饱和土体变形和稳定性影响显著的问题：持水特性对非饱和土变 形的影响显著，渗透特性是非饱和土体渗流分析的关键环节，有效应力 是非饱和土力学特性的核心内容之一，其原理表达形式及其参数确定 方法在非饱和土体变形和稳定性分析中至关重要，对这三者的研究是 上述各类岩土工程设计和性能评价的基础和关键.由于过去对非饱和 土持水特性、渗透特性以及有效应力的研究没有充分揭示其物理机制， 因而对岩土工程结构的优化缺乏坚实的物理基础，故岩土工程设计往 往得不到优化，造成投资浪费或存在安全隐患.因此，深入认识非饱和 土水力与力学特性，是重大工程建设的迫切需求. 要认识水力特性的内在机理，仅通过土样的持水、非饱和渗透试验 研究是不够的，因为不同初始条件下土样的持水特性及渗透特性反映 的试验规律适用范围较窄，物理机制不清，而将土样简化为不等径球体 颗粒集合体，用液桥表征一对不等径球体颗粒间的水分形态，可以通过 研究土颗粒与水的相互作用，对非饱和土的宏观水力特性有更深层次 的认识.要认识有效应力的内在机理，归根结底需要搞清非饱和土孔 隙中水、气两相流体与土颗粒形成的相间交界面存在的复杂微观作用 机制，这种思路似乎更能表征有效应力对土材料宏观变形的贡献. 本书凝聚了作者自硕士至博士阶段在非饱和土水力力学特性的理 论与试验研究领域的研究成果，也为非饱和土持水特性、渗透特性以及 有效应力的研究探索出一条新途径.作者及所在课题组针对土样的持 水及非饱和渗透试验，在不同固结压力下重塑黄土试样的持水试验基 础上，结合已有文献中不同应力历史下的持水试验结果，提出考虑应力 ...
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