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探讨土体介电常数随体积含水率变化的规律是建立合理介电常数模型的前提。本文通过对广西地区4种典型红黏土进行一系列不同含水率的介电常数测试试验,针对红黏土特殊的矿物组成和“二级”微孔隙结构,系统探讨和分析红黏土介电常数随体积含水率变化的规律。在此基础上,选择边界法、经验公式法以及理论模型法来模拟其介电常数随体积含水率变化的规律。主要研究成果如下: 1、通过对不同体积含水量下4种红黏土的介电常数测试试验,得出红黏土介电常数随体积含水率变化的规律:相同干密度下,土体的介电常数随体积含水率的增加而增大,但反映介电常数~体积含水率关系的εe~θv曲线在某临界含水率处出现突变,且该临界值后εe~θv曲线的增长速率变大;在较低含水率下,4种红黏土的εe~θv关系曲线基本上重合,直至某临界含水率处,柳州和来宾红黏土的εe~θv关系曲线开始偏离桂林和武鸣红黏土的εe~θv关系曲线,不再重合;矿物组成对介电常数随体积含水率变化的规律有一定的影响,不同矿物成分对土壤εe~θv关系的影响程度为:石英>高岭石≈三水铝石>伊利石。 2、3种模型方法的模拟结果表明:Wiener和Hashin-Shtrikman的上、下限预测值之差随着含水率的增加不断扩大,且实测结果均落在预测的上、下限范围内。Topp公式高估了εe~θv的关系,其预测结果较实测值偏大;Dobson公式在低含水率下模拟效果较好,达到某临界含水率附近后,Dobson公式预测值与实测值有较大的差异,其预测结果偏小;Looyenga公式的模拟效果与α参数的取值有关,α取值越大,Looyenga公式的预测结果也越大。EMT模型和Friedman模型对具有“二级”微孔隙结构介质的模拟有一定的局限,它们无法很好的描述“二级”微孔隙结构介质出现拐点的事实,即在某临界含水率后模拟效果较差;Miyamoto模型和Blonquist模型分别从不同角度考虑“二级”微孔隙结构对介电常数与体积含水率关系的影响,对红黏土的模拟效果较好。 3、基于3种模型方法,建立了新的经验公式和理论模型,其形式简单且涉及的模型参数较易获取。模拟结果表明,新模型方法模拟效果较好,预测值的偏差均在工程允许的误差范围之内。