岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (10): 2860-2870.doi: 10.16285/j.rsm.2023.0798

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于CT的干湿循环−动荷载贯序耦合作用下 压实粉质黏土细观结构特征研究

胡智1, 2，李志超3，李丽华2，严鑫1，詹伟1   

  1. 1. 浙江省交通运输科学研究院 浙江省道桥检测与养护技术研究重点实验室，浙江 杭州 310023； 2. 湖北工业大学 土木建筑与环境学院，湖北 武汉 430068；3. 中建三局第一建设工程有限责任公司，湖北 武汉 430040
  • 收稿日期:2023-06-13 接受日期:2023-07-24 出版日期:2023-10-13 发布日期:2023-10-16
  • 作者简介:胡智，男，1989年生，博士，高级工程师，主要从事路基土工程性质评价等方面的研究工作。
  • 基金资助:
    浙江省基础公益研究计划（No.LGF22E080029）；国家自然科学基金（No.51708190）。

CT-based mesoscopic structural characteristics of compacted silty clay under wetting-drying cycles sequentially coupled with dynamic loadings

HU Zhi1, 2, LI Zhi-chao3, LI Li-hua2, YAN Xin1, ZHAN Wei1   

  1. 1. Key Laboratory for Road and Bridge Detection and Maintenance Technology of Zhejiang Province, Zhejiang Scientific Research Institute of Transport, Hangzhou, Zhejiang 310023, China; 2. School of Civil Engineering, Architecture and Environment, Hubei University of Technology, Wuhan, Hubei 430068, China; 3. China Construction Third Bureau First Engineering Co., Ltd., Wuhan, Hubei 430040, China
  • Received:2023-06-13 Accepted:2023-07-24 Online:2023-10-13 Published:2023-10-16
  • Supported by:
    This work was supported by the Zhejiang Provincial Basic Public Welfare Research Project (LGF22E080029) and the National Natural Science Foundation of China (51708190).

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摘要： 为进一步揭示多因素耦合作用下服役期路基土体性能劣化机制，在前期工作基础上，采用CT扫描技术对经历不同干湿循环、动荷载条件的压实粉质黏土试样细观结构特征开展研究，分析干湿循环−动荷载贯序耦合作用对试样孔隙三维空间分布、孔隙体积统计分布、图像灰度统计指标的影响规律，分析试样宏观性能与细观结构特征的关系。试验结果表明：干湿循环作用会导致试样产生更多大孔隙和贯通裂隙，动荷载作用可以使因干湿循环产生的部分孔隙或裂隙闭合；随着干湿循环和动荷载的贯序耦合作用，试样中的小孔隙数量呈增多趋势；干湿循环作用均会导致孔隙总体积增加，动荷载作用则会使孔隙总体积减小；试样细观结构特征参数可以用于解释试样宏观性能演化规律。

关键词: CT, 干湿循环, 动荷载, 贯序耦合作用, 路基土, 细观结构

Abstract:

This study aims to further reveal the deterioration mechanism of subgrade soil performance under the coupling of multiple factors. On the basis of previous work, CT scanning technology is adopted to analyze the mesoscopic structural characteristics of compacted silty clay under wetting-drying cycles sequentially coupled with dynamic loadings. By examining influences of the coupling effect on the three-dimensional spatial pore distribution, the statistical distribution of pore volume, and the statistical indicators of image grayscale, the relationship between the macroscopic performance and the mesoscopic structural characteristics of specimens is revealed. Results indicate that more large pores and through-cracks would be induced by wetting-drying cycles, while part of pores or cracks caused by wetting-drying cycles can be closed by dynamic loadings. With the sequential coupling of wetting-drying cycles and dynamic loadings, the number of small pores in the specimen tends to increase. Increasing of total pore volume can be caused by wetting-drying cycles, and decreasing of total pore volume can be caused by sequential dynamic loadings. The mesoscopic structural parameters can be used to explain the evolution of macroscopic performance of specimens.

Key words: CT, wetting-drying cycle, dynamic loading, sequential coupling effect, subgrade soil, mesoscopic structure

中图分类号: 

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[1] 李英杰, 张亮, 王炳乾, 刘圣鑫. 基于CT扫描和数字体相关法的页岩 各向异性三维变形场特征研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(增刊): 134-144.
[2] 安然, 陈欣, 张先伟, 王港, 高浩东, . 单轴加载过程中钢渣稳定土细观裂隙的动态演化特征[J]. 岩土力学, 2023, 44(增刊): 300-308.
[3] 程树范, 曾亚武, 高睿, 李涵, . 干湿作用下受荷石膏质泥岩的不可逆膨胀特征[J]. 岩土力学, 2023, 44(增刊): 332-340.
[4] 王凯, 付强, 徐超, 艾子博, 李丹, 王磊, 舒龙勇, . 原生煤岩组合体界面力学效应数值模拟研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(增刊): 623-633.
[5] 王雪松, 郭连军, 刘鑫, 邓丁, 张久洋, 徐振洋, . 冲击作用下花岗岩的I型裂纹形态及断面粗糙度研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(7): 1925-1936.
[6] 马国良, 陈曦, 范超男, 葛少成. 不同水力荷载路径下煤体微观渗流特征及宏观破坏研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(6): 1779-1788.
[7] 高浩东, 安然, 孔令伟, 张先伟, 雷学文, . 干燥失水条件下膨胀土的细观裂隙演化特征研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(2): 442-450.
[8] 刘恩龙, 蒋炼, 姜晓琼, 田健秋, 孙艺, 许然. 土颗粒材料中的复杂网络结构演化分析[J]. 岩土力学, 2023, 44(12): 3383-3404.
[9] 黎澄生, 孔令伟, 舒荣军, 刘智军, 张炳鑫, . 花岗岩残积土剪切带上的细观结构损伤规律[J]. 岩土力学, 2023, 44(11): 3203-3212.
[10] 栾纪元, 王冀鹏. 基于4D显微成像的非饱和颗粒土微观力学与渗流试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(11): 3252-3260.
[11] 黎澄生, 张炳鑫, 刘智军. 花岗岩残积土复杂次生裂隙的分类与损伤特征[J]. 岩土力学, 2023, 44(10): 2879-2888.
[12] 李源, 魏明俐, 刘磊, 威巍, 陈亿军, . 纤维加筋高钙地聚物固化高黏尾砂的 强度特性及机制分析[J]. 岩土力学, 2023, 44(1): 43-53.
[13] 王磊, 陈礼鹏, 刘怀谦, 朱传奇, 李少波, 范浩, 张帅, 王安铖, . 不同初始瓦斯压力下煤体动力学特性及其劣化特征[J]. 岩土力学, 2023, 44(1): 144-158.
[14] 马登辉, 韩迅, 关云飞, 唐译, . 珊瑚颗粒孔隙结构及渗流特性分析[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 223-230.
[15] 申嘉伟, 周博, 付茹, 库泉, 汪华斌, . 钙质砂单颗粒破碎强度和模式的试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 312-320.
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[1] 刘 晓，唐辉明，刘 瑜. 基于集对分析和模糊马尔可夫链的滑坡变形预测新方法研究[J]. , 2009, 30(11): 3399 -3405 .
[2] 胡大伟，周 辉，谢守益，张 凯，邵建富，冯夏庭. 大理岩破坏阶段Biot系数研究[J]. , 2009, 30(12): 3727 -3732 .
[3] 师旭超，韩 阳. 卸荷作用下软黏土回弹吸水试验研究[J]. , 2010, 31(3): 732 -736 .
[4] 原喜忠，李 宁，赵秀云，杨银涛. 东北多年冻土地区地基承载力对气候变化敏感性分析[J]. , 2010, 31(10): 3265 -3272 .
[5] 白 冰，李小春，石 露，唐礼忠. 弹塑性应力-应变曲线的斜率恒等式及其验证和应用[J]. , 2010, 31(12): 3789 -3792 .
[6] 唐利民. 地基沉降预测模型的正则化算法[J]. , 2010, 31(12): 3945 -3948 .
[7] 李占海，朱万成，冯夏庭，李绍军，周 辉，陈炳瑞. 侧压力系数对马蹄形隧道损伤破坏的影响研究[J]. , 2010, 31(S2): 434 -441 .
[8] 蔡辉腾，危福泉，蔡宗文. 重庆主城区粉质黏土动力特性研究[J]. , 2009, 30(S2): 224 -228 .
[9] 宋 玲 ，刘奉银 ，李 宁　. 旋压入土式静力触探机制研究[J]. , 2011, 32(S1): 787 -0792 .
[10] 金解放 ，李夕兵 ，殷志强 ，邹 洋. 循环冲击下波阻抗定义岩石损伤变量的研究[J]. , 2011, 32(5): 1385 -1393 .
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