Page 92 - 2023年第54卷第1期
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负值对这两种土块在归一化含水率 Ｗ＝ ０．５７和 ０．４时分
别取得最大值，此时的 Ｗ可认为是从结构收缩至正常收
缩阶段的分界点。
采用式（６）（１０）（１７）对安康膨胀土收缩－ 开裂－ 沉陷
的室内试验结果进行预测，如图 ９所示。由图 ９（ａ）可
知，式（ ６）对安康膨胀土归一化的团粒孔隙率 Ｎ 与含
（ａ）
水率 Ｗ关系预测，可得参数 ξ ＝ ８．８ 、参数 λ ＝ ２．６ ，式（６）
对安康膨胀土在整个归一化含水率范围内的均方根误差
２
２
ＲＭＳＥ为 ０．０４６。二阶导数 ｄＮ ?ｄＷ （式（３２））的负值对 图 ７ 参数 ξ 和 λ取不同值时的膨胀土
（ａ）
安康膨胀土在 Ｗ＝ ０．５８时取得最大值，此时的含水率可 收缩曲线（关于团粒孔隙率）
认为是从结构收缩至正常收缩阶段的分界点。为验证本文提出的数学模型在描述安康膨胀土干燥失水
收缩过程中裂隙率和沉陷率变化规律时的有效性，将式（ ６）所述收缩曲线的同一组参数（ ξ ＝ ８．８、λ ＝
２．６、ｎ ＝ ０．４５９ 、ｎ ＝ ０．２８１ 、ｎ ＝ ０．０６４ 以及 ｗ ＝ ６０％）代入式（１０）（１７），以预测安康膨胀土归
ｍａｘ ｍｉｎ （ｓ）ｍａｘ ｍａｘ
一化的裂隙率 Ｎ 、沉陷率 Ｎ 与含水率 Ｗ 关系，结果表明：式（１０）（１７）对安康膨胀土在整个归一
（ｃ）
（ｓ）
化含水率范围内预测 Ｎ 、Ｎ 的均方根误差 ＲＭＳＥ分别为 ０．０２８、０．０２３。此外，试样减湿至不同 Ｗ
（ｃ） （ｓ）
时对应的典型裂隙图像亦如图 ９（ｂ）所示，当 Ｗ＝ ０．８５时，试样表面只有一条独立裂隙，随着 Ｗ 逐渐
减小，试样表面新生裂隙逐渐增多，裂隙开始迅速发展，交叉成网，将试样分割成若干大小不等的块
区，直至 Ｗ＜０．２３后，裂隙网络的轮廓基本定型。这组典型裂隙图像的发展趋势与文献［４５］所述结论
一致。
图 ８ 俄勒冈和智利试验场膨胀土归一化的团粒孔隙率与含水率的实测关系、式（６）的预测曲线及式（３２）所示二阶导数的负值）
图 ９ 安康膨胀土归一化的团粒孔隙率、裂隙率、沉陷率与含水率的实测关系、
式（ ６）（１０）（１７）的预测曲线及式（３２）所示二阶导数的负值
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