非饱和黏土平板撞击实验及状态方程的研究

利用口径为24 mm 的二级轻气炮实验装置，结合磁测速和光纤探针动态测试技术，分别对含水率为0、8%和15%的3种非饱和黏土试样进行了平板撞击实验，试样的压力峰值区间为1.29~32.54 GPa。实验结果表明，含水率对非饱和黏土的冲击压缩特性影响明显。当非饱和黏土受到冲击压缩时，孔隙被进一步压实，滞留在黏土孔隙中的水和空气来不及排出，从而与黏土中的固体颗粒一起，共同支配非饱和黏土的冲击压缩特性；而由于水的相对不可压缩性，导致黏土的可压缩性随着含水率的升高而下降。提出一种修正的三相混合物状态方程，对3种含水率试样的压力-密度曲线进行了拟合，结果表明，该状态方程能够较好地描述不同含水率非饱和黏土的压力-密度关系。