岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (3): 728-740.doi: 10.16285/j.rsm.2022.0524
张凌凯1, 2,崔子晏1, 2
ZHANG Ling-kai1, 2, CUI Zi-yan1, 2
摘要: 北疆供水一期工程穿越膨胀土区域,历经多次干湿−冻融循环后力学特性衰减严重,易产生渠坡局部浅层滑坡和冻胀破坏等现象。为深入研究其劣化机制,通过干湿−冻融循环条件下的压缩试验、渗透试验和SEM微观扫描试验,从宏−细−微观多角度分析其压缩和渗透指标的变化规律。研究结果表明:随干湿−冻融循环次数的增加,膨胀土整体压缩性增大,其压缩曲线可分为拟弹性段与拟塑性段;随循环次数的增加,回弹指数呈波动趋势,压缩指数与循环次数呈指数正相关,与细−微观裂隙呈线性正相关。黏土颗粒在循环作用下组成“团聚体−孔隙−填充颗粒”形式的较松散的临时结构,絮凝结构增加,各向异性减少;土样承受竖向压力时,膨胀土孔隙间距减少,压缩性较大;压力超过固结屈服应力时,团聚体颗粒扁角化、极角频率增加、孔隙压密,压缩性逐渐稳定。渗透系数在循环过程中变化分为缓慢、迅速、稳定3个阶段;渗透系数在第5次循环变化较大,第7次循环后逐渐稳定,与循环次数及表面裂隙率呈正相关趋势。渗透系数与各项微观参数的灰色关联度均大于0.65,微观孔隙率是最主要的影响因素;循环作用下微观孔隙发育明显,形成新渗流通道,渗透系数与微观孔隙率呈线性正相关。
中图分类号:
[1] | 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. |
[2] | 庄心善, 周荣, 周睦凯, 陶高梁, 金合意. 孔隙溶液对循环荷载作用下膨胀土 累积变形及阻尼比影响研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 1-10. |
[3] | 刘斯宏, 沈超敏, 程德虎, 张呈斌, 毛航宇, . 土工袋加固膨胀土边坡降雨−日晒循环试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 35-42. |
[4] | 刘宽, 叶万军, 高海军, 董琪, . 酸碱污染黄土抗剪强度演化规律及微观机制[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 1-12. |
[5] | 张磊, 田苗苗, 卢硕, 李明雪, 李菁华, . 不同含水率煤体液氮致裂渗透率变化规律 及应力敏感性分析[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 107-116. |
[6] | 喻成成, 卢正, 姚海林, 刘杰, 詹永祥, . 微生物诱导碳酸钙沉淀改性膨胀土试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 157-163. |
[7] | 刘观仕, 赵守道, 牟智, 莫燕坤, 赵青松, . 结构性对膨胀土收缩特性影响的试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(7): 1772-1780. |
[8] | 李新明, 贾亚垒, 王志留, 尹松. 原状膨胀土剪切力学特性的应变速率效应[J]. 岩土力学, 2022, 43(12): 3327-3334. |
[9] | 庄心善, 周睦凯, 陶高梁, 周 荣, 彭承鸿, 林万锋. 循环荷载下发泡聚苯乙烯改良膨胀土动弹性 模量与阻尼比试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(9): 2427-2436. |
[10] | 张志韬, 陈生水, 吉恩跃, 傅中志, . 聚丙烯纤维加筋砾质黏土的拉伸断裂特性研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(10): 2713-2721. |
[11] | 王东星, 陈政光, . 氯氧镁水泥固化淤泥力学特性及微观机制[J]. 岩土力学, 2021, 42(1): 77-85. |
[12] | 商拥辉, 徐林荣, 蔡雨, . 浸水环境下重载铁路改良土路基动力特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(8): 2739-2745. |
[13] | 骆赵刚, 汪时机, 杨振北, . 膨胀土湿干胀缩裂隙演化及其定量分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2313-2323. |
[14] | 庄心善, 赵汉文, 王俊翔, 黄勇杰, 胡智. 循环荷载下重塑弱膨胀土滞回曲线 形态特征定量研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1845-1854. |
[15] | 刘华, 何江涛, 赵茜, 王铁行, 郭超翊, . 酸污染原状黄土渗透微观特征演变规律试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 765-772. |
|