飽和含水率簡(jiǎn)介

木材在干燥過(guò)程中，內(nèi)部水分逐漸向散發(fā)。當(dāng)全部自由水已散失，細(xì)胞壁中仍充滿著吸附水時(shí)，為木材含水量的臨界點(diǎn)，一般稱為纖維飽和點(diǎn)。這時(shí)木材的相對(duì)含水率稱為飽和含水率。2100433B

干密度對(duì)路基性能的影響

（1）干密度對(duì)土-水特征曲線產(chǎn)生顯著影響，干密度越大，飽和含水率越小，進(jìn)氣值越大，土體的持水性能越強(qiáng)。飽和含水率隨干密度的增大線性減小，殘余含水率隨干密度的增大線性增大，參數(shù)a與進(jìn)氣值的倒數(shù)線性相關(guān)，參數(shù)n 隨干密度的增大線性增大。

（2）土體在快速脫水階段在吸力作用下排出的那部分水是土中的自由水，而在殘余段排出的水是土中的結(jié)合水。土體在不同干密度下的殘余質(zhì)量含水率為常數(shù)。

（3）回彈模量隨含水率的增大而減小，隨干密度的增大而增大，含水率對(duì)回彈模量的影響較干密度顯著。

（4）地下水位上升導(dǎo)致路基含水率顯著增加，路基土的回彈模量明顯下降，引起了不可忽視的路基變形。提高路基土的壓實(shí)度，能有效提高路基土的持水性能和強(qiáng)度，從而達(dá)到提高路基抗變形性能的目的。

干密度對(duì)粗粒料力學(xué)特性的影響

粗粒料的力學(xué)特性不僅與應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)，還與粗粒料的初始干密度密切相關(guān)，通過(guò)不同初始干密度的粗粒料大型三軸試驗(yàn)得到：

（1）初始干密度越大，軟化或剪脹趨勢(shì)越強(qiáng)，破壞應(yīng)力或峰值強(qiáng)度越大，破壞狀態(tài)之后逐漸趨向于漸進(jìn)狀態(tài)，此時(shí)應(yīng)力比逐漸趨向于一常數(shù)。

（2）初始干密度對(duì)粗粒料初始彈性模量有重要影響，而應(yīng)力應(yīng)變曲線的形態(tài)則是由密實(shí)度和應(yīng)力狀態(tài)共同決定的。

（3）軟化型曲線的相變應(yīng)力小于漸進(jìn)應(yīng)力，而漸進(jìn)應(yīng)力又小于破壞應(yīng)力。

干密度對(duì)土體力學(xué)特性的影響

地下水位以上的土大多處于非飽和狀態(tài)，經(jīng)過(guò)壓實(shí)填筑的土壩、公路鐵路路基、天然邊坡等都與非飽和土工程問(wèn)題密切相關(guān)。季節(jié)性的氣候變化使得土體經(jīng)受反復(fù)干濕循環(huán)的影響，土體的強(qiáng)度和變形特征產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的變化。由于強(qiáng)降雨過(guò)程中負(fù)孔隙水壓力的消失和干濕循環(huán)等因素導(dǎo)致的土體強(qiáng)度的降低，淺層滑坡等工程問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。干濕循環(huán)對(duì)邊坡的變形和穩(wěn)定性產(chǎn)生不可忽視的影響。因此，研究經(jīng)反復(fù)干濕循環(huán)作用后飽和土的變形和強(qiáng)度特性，對(duì)工程建設(shè)具有重要意義。

干濕循環(huán)過(guò)程中試樣內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整和基質(zhì)吸力的壓密作用使得土體的力學(xué)特性發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的變化。土體對(duì)干濕循環(huán)的響應(yīng)取決于土體的初始狀態(tài)。干濕循環(huán)使得初始干密度為1.61g/cm3的試樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線由應(yīng)變硬化轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)變軟化，而初始干密度為1.71g/cm3和1.76g/cm3的試樣干濕循環(huán)前后應(yīng)力-應(yīng)變曲線的形式未發(fā)生明顯改變。干濕循環(huán)后，土體在固結(jié)不排水剪切過(guò)程中孔隙水壓力的發(fā)展發(fā)生了變化?？讐喊l(fā)展與應(yīng)力-應(yīng)變曲線具有良好的對(duì)應(yīng)性。對(duì)于初始干密度為1.61g/cm3的試樣，干濕循環(huán)使得土體的孔壓發(fā)展曲線由先增大后減小轉(zhuǎn)變?yōu)槌掷m(xù)增加并趨于穩(wěn)定，剪切初始階段未經(jīng)歷干濕循環(huán)試樣的孔隙水壓力高于反復(fù)循環(huán)后試樣的孔壓值，隨著剪切變形的進(jìn)一步增加，未經(jīng)歷干濕循環(huán)試樣的孔隙水壓力逐漸減小并低于循環(huán)后的值。初始干密度為1.71g/cm3和1.76g/cm3試樣干濕循環(huán)后峰值孔壓均有所增加，且剪脹的趨勢(shì)有所減弱。經(jīng)反復(fù)循環(huán)后，土體在p′ -q平面上的有效應(yīng)力路徑發(fā)生了明顯變化且以初始干密度1.61g/cm3的試樣最為顯著。應(yīng)力路徑的改變歸因于干濕循環(huán)對(duì)土體抗剪強(qiáng)度和孔壓發(fā)展特性的影響。在進(jìn)行土壩、路基和邊坡穩(wěn)定分析時(shí)，有必要考慮干濕循環(huán)對(duì)土體強(qiáng)度的影響，低干密度時(shí)考慮干濕循環(huán)的影響尤為重要。

干密度

干密度指的是土的孔隙中完全沒(méi)有水時(shí)的密度，即固體顆粒的質(zhì)量與土的總體積之比值。土的最大干密度一般常在1.4~1.7 g/cm3。干密度反映了土的孔隙比，因而可用以計(jì)算土的孔隙率，它往往通過(guò)土的密度及含水率計(jì)算得來(lái)，但也可以實(shí)測(cè)。土的干密度一般常在1.4~1.7 g/cm3。干密度對(duì)土-水特征曲線產(chǎn)生顯著影響，干密度越大，飽和含水率越小，進(jìn)氣值越大，土體的持水性能越強(qiáng)。飽和含水率隨干密度的增大線性減小，殘余含水率隨干密度的增大線性增大，參數(shù)a與進(jìn)氣值的倒數(shù)線性相關(guān)，參數(shù)隨干密度的增大線性增大。土體在快速脫水階段在吸力作用下排出的那部分水是土中的自由水，而在殘余段排出的水是土中的結(jié)合水。土體在不同干密度下的殘余質(zhì)量含水率為常數(shù) 。

孔隙度

孔隙度是指巖樣中所有孔隙空間體積之和與該巖樣體積的比值，稱為該巖石的總孔隙度，以百分?jǐn)?shù)表示。儲(chǔ)集層的總孔隙度越大，說(shuō)明巖石中孔隙空間越大。從實(shí)用出發(fā)，只有那些互相連通的孔隙才有實(shí)際意義，因?yàn)樗鼈儾粌H能儲(chǔ)存油氣，而且可以允許油氣在其中滲濾。因此在生產(chǎn)實(shí)踐中，提出看了有效孔隙度的概念。有效孔隙度是指那些互相連通的，在一般壓力條件下，允許流體在其中流動(dòng)的孔隙體積之和與巖樣總體積的比值，以百分?jǐn)?shù)表示。顯然，同一巖石有效孔隙度小于其總孔隙度。

土中水

土中水的存在形式多種多樣，大致可分為液態(tài)水、氣態(tài)水及固態(tài)水三類。不同類型的水對(duì)土的工程特性起著不同的作用，其中較重要的是結(jié)合水、毛細(xì)水和重力水。其中土中水分子的活動(dòng)能力和結(jié)合水的抗剪強(qiáng)度有著密切的關(guān)系。影響結(jié)合水的抗剪強(qiáng)度因素有很多，如結(jié)合水與土顆粒表面的間距、土顆粒的形狀。土中水可以分為兩大類：礦物中的結(jié)合水，如結(jié)構(gòu)水、結(jié)晶水和沸石水；土孔隙中的水，如土粒表面結(jié)合水：強(qiáng)結(jié)合水與弱結(jié)合水、非結(jié)合水（液態(tài)水，氣態(tài)水和固態(tài)水）。土中細(xì)粒越多，即土的分散度越大，水對(duì)土的性質(zhì)的影響也越大。

土壤張力是土壤對(duì)水的吸力。土壤愈濕，對(duì)水的吸力就愈小；反之則大。當(dāng)土壤濕度增大到所有空隙充滿水時(shí)，土壤水張力將降為零。換言之，此時(shí)土壤含水率達(dá)到了飽和。各種土壤的飽和含水率，以重量含水率和容積含水率而言都不一致，但對(duì)土壤水張力而言卻是一致的都為零。各種土壤的毛管破裂含水率也不一致，而土壤張力則近乎一致。各種土壤在從飽和含水率到毛管破裂含水率的變幅內(nèi)，土壤水對(duì)作物的作用和影響基本一致。同一土壤水張力指標(biāo)下，不同土壤有其不同的含水率，但同一的土壤水能量指標(biāo)對(duì)作物的生理需水和根系吸收而言卻是一致的。