›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (11): 3435-3440.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

一维固结条件下黏土微结构再造过程研究和描述

李顺群1, 2,高凌霞3,柴寿喜1, 2,王英红4,刘双菊1, 2   

  1. 1. 天津城市建设学院 土木工程系,天津 300384;2. 天津城市建设学院 天津市软土特性与工程环境重点实验室,天津 300384; 3. 大连民族学院 土木建筑工程学院,辽宁 大连 116600;4. 天津城市建设学院 电子与信息工程系,天津 300384
  • 收稿日期:2009-01-21 出版日期:2010-11-10 发布日期:2010-11-24
  • 作者简介:李顺群,男,1971年生,博士,副教授,从事岩土力学基本理论、土微结构以及非饱和土等方面的研究工作。
  • 基金资助:

    教育部科学技术研究重点项目(No. 210004);冻土工程国家重点实验室开放基金资助项目(No. SKLFSE200906)。

A method for describing microstructure of clay rebuilding in process of one-dimensional consolidation

LI Shun-qun 1, 2,GAO Ling-xia3,CHAI Shou-xi 1, 2,WANG Ying-hong4,LIU Shuang-ju 1, 2   

  1. 1. Department of Civil Engineering, Tianjin Institute of Urban Construction, Tianjin 300384, China; 2. Tianjin Key Laboratory of Soft Soil Characteristics and Engineering Environment, Tianjin Institute of Urban Construction, Tianjin 300384, China; 3. School of Civil and Architecture Engineering, Dalian Nationalities University, Dalian, Liaoning 116600, China; 4. Department of Electronic & Information Engineering, Tianjin Institute of Urban Construction, Tianjin 300384, China
  • Received:2009-01-21 Online:2010-11-10 Published:2010-11-24

摘要:

采用冷冻制样方法,对不同固结压力作用下得到的重塑黏土压缩试样进行了真空干燥,对其水平截面、45o截面和垂直截面上获得的SEM照片域微结构参数进行了研究。对简单微结构参数的研究表明,随固结压力增大颗粒体所占比重越来越大。对合成微结构参数的研究包括主成分分析和聚类分析两方面,结果表明,随固结压力增大,第一主成分指标近似线性增大;不同固结压力作用下的样品具有明显的聚类特征,且类内距离随固结压力增大逐渐增大。在建立各种土力学关系时,可以考虑纳入合成微结构参数而并非简单微结构参数,以反映土微结构的整体特征。

关键词: 一维固结, 微结构再造, 主成分分析, 聚类分析

Abstract:

Vacuum freeze drying method is utilized to prepare samples for SEM from one-dimensional consolidated clay, which is originally remolded and subsequently suffered the 5 grade pressures respectively. And then, simple and synthetical microstructure parameters of SEM photos obtained from horizontal, 45o inclined and vertical plane are studied to discover relation between macroscopical mechanics and micro structure. Study of simple parameters shows that grain area ratio and perimeter increase with consolidation pressure while other parameters have no constant tendency. Synthetical parameters come from two data analysis methods, namely principal component analysis and pedigree cluster analysis. It is shown that the first principal component approximately linearly increases with consolidation pressure. Samples can be exactly clustered into several families according to the pressure; and inner distance of a family nonlinearly increases with pressure. Synthetical parameter is distinctly superior to simple parameter in study of soil mechanics because the former can reflect the whole microstructure qualities; but the latter can’t.

Key words: one-dimensional consolidation, microstructure rebuilding, principal component analysis, pedigree cluster analysis

中图分类号: 

  • TU 411.92
[1] 童立红, 王 珏, 郭生根, 朱怀龙, 徐长节, . 变荷载下连续排水边界黏弹性地基 一维固结性状分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1862-1868.
[2] 蒙宇涵, 陈征, 冯健雪, 李红坡, 梅国雄, . 初始孔压非均布下一维地基砂垫层优化研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4793-4800.
[3] 秦雨樵,汤 华,冯振洋,尹小涛,王东英, . 基于聚类分析的边坡稳定性研究[J]. , 2018, 39(8): 2977-2983.
[4] 成 帅,李术才,李利平,石少帅,周宗青,袁永才. 基于多元监测信息融合分析的突水灾害状态判识方法[J]. , 2018, 39(7): 2509-2517.
[5] 周亚东,邓 安,鹿 群, . 非饱和土一维大变形固结模型[J]. , 2018, 39(5): 1675-1682.
[6] 汪 磊,李林忠,徐永福,夏小和,孙德安,. 半透水边界下分数阶黏弹性饱和土一维固结特性分析[J]. , 2018, 39(11): 4142-4148.
[7] 张艳博,杨 震,姚旭龙,梁 鹏,田宝柱,孙 林,. 基于声发射信号聚类分析和神经网络识别的岩爆预警方法实验研究[J]. , 2017, 38(S2): 89-98.
[8] 林城福,雷国辉, . 一维回弹试验中卸载条件下的负超孔隙水压力响应[J]. , 2017, 38(12): 3613-3618.
[9] 解 益,李培超,汪 磊,孙德安,. 分数阶导数黏弹性饱和土体一维固结半解析解[J]. , 2017, 38(11): 3240-3246.
[10] 黄 丹,李小青. 基于微裂纹发育特性的大理岩特征强度数值模拟研究[J]. , 2017, 38(1): 253-262.
[11] 钱兆明,任高峰,褚夫蛟,秦绍兵, . 基于PCA法和Fisher判别分析法的岩体质量等级分类[J]. , 2016, 37(S2): 427-432.
[12] 宫凤强,李嘉维,. 基于PCA-DDA原理的砂土液化预测模型及应用[J]. , 2016, 37(S1): 448-454.
[13] 秦爱芳,张九龙. 考虑渗透系数变化的非饱和土固结性状分析[J]. , 2015, 36(6): 1521-1528.
[14] 葛苗苗 ,李 宁 ,郑建国 ,张继文 ,朱才辉,. 基于一维固结试验的压实黄土蠕变模型[J]. , 2015, 36(11): 3164-3170.
[15] 李 宁 ,王李管 ,贾明涛 ,陈建宏 ,谭正华,. 改进遗传算法和支持向量机的岩体结构面聚类分析[J]. , 2014, 35(S2): 405-411.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 向天兵,冯夏庭,陈炳瑞,江 权,张传庆. 三向应力状态下单结构面岩石试样破坏机制与真三轴试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2908 -2916 .
[2] 闻世强,陈育民,丁选明,左威龙. 路堤下浆固碎石桩复合地基现场试验研究[J]. , 2010, 31(5): 1559 -1563 .
[3] 张常光,张庆贺,赵均海. 非饱和土抗剪强度及土压力统一解[J]. , 2010, 31(6): 1871 -1876 .
[4] 杨天鸿,陈仕阔,朱万成,刘洪磊,霍中刚,姜文忠. 煤层瓦斯卸压抽放动态过程的气-固耦合模型研究[J]. , 2010, 31(7): 2247 -2252 .
[5] 胡秀宏,伍法权. 岩体结构面间距的双参数负指数分布研究[J]. , 2009, 30(8): 2353 -2358 .
[6] 李卫超,熊巨华,杨 敏. 分层土中水泥土围护结构抗倾覆验算方法的改进[J]. , 2011, 32(8): 2435 -2440 .
[7] 张桂民 ,李银平 ,施锡林 ,杨春和 ,王李娟. 一种交互层状岩体模型材料制备方法及初步试验研究[J]. , 2011, 32(S2): 284 -289 .
[8] 王 伟 李小春 李 强 石 露 王 颖 白 冰. 小尺度原位瞬态压力脉冲渗透性测试系统及试验研究[J]. , 2011, 32(10): 3185 -3189 .
[9] 查甫生,许 龙,崔可锐. 水泥固化重金属污染土的强度特性试验研究[J]. , 2012, 33(3): 652 -658 .
[10] 李术才 ,赵 岩 ,徐帮树 ,李利平 ,刘 钦 ,王育奎 . 海底隧道涌水量数值计算的渗透系数确定方法[J]. , 2012, 33(5): 1497 -1504 .