.644. 工程科学学报，第40卷，第5期 和黄土的渗透剪切特性进行研究，本次试验中设置 剪切试验中设置无效，这与黄土的结构有一定 了1.0m和5.0m两个水头，与前期2.0m及0时的 联系 水头进行对比.选择1.0m水头作为试验的水头下 试验中仅对剪切速率为0.1 mm.min-1的试样 限，主要由于水头小于1.0m后，试样在剪切后期无 组进行了不同水头渗透剪切对比，试验结果见图6~7. 法进行渗透试验：而选择5.0m作为水头上限是由 图中ST-0、ST-1、ST-2,ST-5分别表示渗透剪切中 于设置水头大于5.0m后，黄土试样剪切中的实际 水头为0、1.0、2.0、5.0m.ST100-0表示有效围压 水头也只能保持在5.0m左右，高水头在本次渗透 为100kPa,水头为0. 1000 1000 ST0 a ST-0 800……ST-1 800 ·.ST-1 …ST-2 …ST-2 600 -5T-5 600 --ST-5 400 200 200 0 24681012141618 24681012141618 应变/% 应变/% 1000 1000 -ST-0 c —ST-0 d 800 ·…ST-1 800 …ST-1 4432 .ST-2 600 --ST-5 600 --ST-5 理 400 400 4一 200 200 0 0 24681012141618 0 2 4681012141618 应变% 应变% 图6不同围压条件下不同水头的应力应变关系曲线.(a)100kPa:(b)200kPa:(c)300kPa:(d)400kPa Fig.6 Stress-strain curves of different water head under different confining pressures:(a)100 kPa;(b)200 kPa;(c)300 kPa;(d)400 kPa 400 的升高，饱和黄土在相同剪切条件下的剪切强度在 口-ST100-0-0-ST100-1△-ST100-2 0-5T200-0 -0-5T200-1-△-ST200-2 不断降低.具体将表现为饱和黄土抗剪强度指标值 口-ST3000 -8-5T300-1-△-ST300-2 300 -D-ST400-0-3-ST400-1△-ST400-2 的降低 200 3分析与讨论 ☆-ST100-5 3.1饱和黄土渗透剪切机理 100 -ST200-5 -ST300-5 本文渗透剪切试验结果中，剪切中施加渗流后， a-ST400-5 饱和黄土的剪切强度明显降低.分析认为随着水头 100 200 300 400 500 600 700 800 的升高，试样在剪切过程中的孔隙水压力也在不断 P'/kPa 增大，试样渗透剪切中的孔隙水压力变化如图8 图7不同水头条件下应力路径关系曲线 所示. Fig.7 Stress-path curves of water head difference 图8中可见，试样剪切中，无渗透作用时孔隙水 图6中可见，有效围压和剪切速率相同时，饱和 压力的波动相对较小，随着渗透作用的施加，孔隙水 黄土在水头较高时的渗透剪切偏应力明显低于低水 压力波动幅度开始增大.不同剪切速率下，孔隙水 头条件下的偏应力，偏应力的降幅在有效围压为 压力的波动幅度存在差异性，剪切速率为0.5、0.1 100kPa和200kPa时明显高于300kPa和400kPa时 和0.05 mm.min-'时，渗透剪切试样与无渗透时的 的降幅。这一结果与前期结果相对应.图6中亦可 剪切相比，孔隙水压力波动幅度依次为3~9、5~8 以看出，随着有效围压的增加，饱和黄土渗透剪切中 和1~6kPa.随着剪切速率的降低，孔隙水压力的 的应力应变关系应变硬化趋势增强. 波动幅度有减小的趋势 图7应力路径关系曲线中可知，随着渗透水头 渗透剪切中，孔隙水压力的不断变化，导致饱和工程科学学报,第 40 卷,第 5 期 和黄土的渗透剪切特性进行研究,本次试验中设置 了 1郾 0 m 和 5郾 0 m 两个水头,与前期 2郾 0 m 及 0 时的 水头进行对比. 选择 1郾 0 m 水头作为试验的水头下 限,主要由于水头小于 1郾 0 m 后,试样在剪切后期无 法进行渗透试验;而选择 5郾 0 m 作为水头上限是由 于设置水头大于 5郾 0 m 后,黄土试样剪切中的实际 水头也只能保持在 5郾 0 m 左右,高水头在本次渗透 剪切试验中设置 无 效,这 与 黄 土 的 结 构 有 一 定 联系. 试验中仅对剪切速率为 0郾 1 mm·min - 1 的试样 组进行了不同水头渗透剪切对比,试验结果见图 6 ~7. 图中 ST鄄鄄0、ST鄄鄄1、ST鄄鄄2、ST鄄鄄5 分别表示渗透剪切中 水头为 0、1郾 0、2郾 0、5郾 0 m. ST100鄄鄄0 表示有效围压 为 100 kPa,水头为 0. 图 6 不同围压条件下不同水头的应力应变关系曲线 郾 (a) 100 kPa; (b) 200 kPa; (c) 300 kPa; (d) 400 kPa Fig. 6 Stress鄄strain curves of different water head under different confining pressures: (a) 100 kPa; (b) 200 kPa; (c) 300 kPa; (d) 400 kPa 图 7 不同水头条件下应力路径关系曲线 Fig. 7 Stress鄄path curves of water head difference 图 6 中可见,有效围压和剪切速率相同时,饱和 黄土在水头较高时的渗透剪切偏应力明显低于低水 头条件下的偏应力,偏应力的降幅在有效围压为 100 kPa 和 200 kPa 时明显高于 300 kPa 和 400 kPa 时 的降幅. 这一结果与前期结果相对应. 图 6 中亦可 以看出,随着有效围压的增加,饱和黄土渗透剪切中 的应力应变关系应变硬化趋势增强. 图 7 应力路径关系曲线中可知,随着渗透水头 的升高,饱和黄土在相同剪切条件下的剪切强度在 不断降低. 具体将表现为饱和黄土抗剪强度指标值 的降低. 3 分析与讨论 3郾 1 饱和黄土渗透剪切机理 本文渗透剪切试验结果中,剪切中施加渗流后, 饱和黄土的剪切强度明显降低. 分析认为随着水头 的升高,试样在剪切过程中的孔隙水压力也在不断 增大,试样渗透剪切中的孔隙水压力变化如图 8 所示. 图 8 中可见,试样剪切中,无渗透作用时孔隙水 压力的波动相对较小,随着渗透作用的施加,孔隙水 压力波动幅度开始增大. 不同剪切速率下,孔隙水 压力的波动幅度存在差异性,剪切速率为 0郾 5、0郾 1 和 0郾 05 mm·min - 1时,渗透剪切试样与无渗透时的 剪切相比,孔隙水压力波动幅度依次为 3 ~ 9、5 ~ 8 和 1 ~ 6 kPa. 随着剪切速率的降低,孔隙水压力的 波动幅度有减小的趋势. 渗透剪切中,孔隙水压力的不断变化,导致饱和 ·644·