›› 2008, Vol. 29 ›› Issue (10): 2847-2852.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

k2SiO3溶液对黏性土孔隙分形特性的影响分析

尹小涛1, 2,赵海英2,李最雄3,王水林2   

  1. 1.中国科学院 寒区旱区环境与工程研究所 冻土工程国家重点试验室,兰州 730000;2.中国科学院 武汉岩土力学研究所,武汉 430071; 3.敦煌研究院保护研究所,敦煌 736200
  • 收稿日期:2007-07-12 出版日期:2008-10-10 发布日期:2013-08-03
  • 作者简介:尹小涛,男,1975年生,博士研究生,从事岩土力学细观实验及数值计算研究
  • 基金资助:

    国家科技支撑计划重点课题(2006BAK30B02);冻土工程国家重点实验室开放课题(SKLFSE200602)资助。

Analysis of fractal characteristics of ruins clay affected by k2SiO3 solution under SEM test condition

YIN Xiao-tao1, 2, ZHAO Hai-ying2, LI Zui-xiong3, WANG Shui-lin2   

  1. 1. State Key Laboratory of Frozen Soil Engineering, Cold and Arid Regions Environment and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China; 2. Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China; 3. Conservation Institute of Dunhuang Academy, Dunhuang 736200, China
  • Received:2007-07-12 Online:2008-10-10 Published:2013-08-03

摘要: 敦煌研究所研制的k2SiO3对干旱环境下土遗址防风化加固效果显著。设计了不加k2SiO3材料、加5 % 浓度k2SiO3溶液饱和后自然风干1次和3次人工重塑黏土试样的SEM观测,目的是研究k2SiO3对黏土孔隙结构的影响。基于此,利用分区统计方法和计算机图像处理技术,研究了k2SiO3对黏土孔隙结构的改变。分析表明,经k2SiO3加固后的黏土颗粒间胶结联结加强,结构稳定性提高。最后利用Sandbox法计算了土孔隙的分维数,定量分析了k2SiO3对土孔隙的改变,分析发现加3次溶液土样孔隙分维数最小,加固效果最佳。而且土孔隙分维数不受图象灰度分割阈值和SEM放大系数的影响。

关键词: k2SiO3材料, 孔隙, SEM观测试验, 分形, 分维数

Abstract: k2SiO3 developed by Conservation Institute of Dunhuang Academy, is used for the protection of the earthen architecture sites under arid weathering condition, of which protective effect is good. The SEM tests of artificial remoulded clay sampled from ruin region without k2SiO3 material, with 5 % concentration saturating and natural air drying once or three times are designed to study the change of clay porous feature affected by k2SiO3 material. Based on images of SEM test, the pore structure of clay changed by the material is studied by means of statistical method of sub-area and computer image processing technology. It is found that the connection between clay particles consolidated by k2SiO3 has been apparently enhanced. Moreover, the stability of the soil becomes more stable. Finally, quantitative change of clay pore affected by k2SiO3 is studied by fractal dimension of Sandbox method. It is found that the fractal dimension of soil sample disposed by 5 % density of k2SiO3 material saturating and natural air drying three times, whose reinforcement effect is the best, is the minimum; and that fractal dimension of soil is not affected by segmentation threshold of gray value and amplification coefficient of SEM test.

Key words: k2SiO3 material, pore, SEM test, fractal, fractal dimension

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[1] 贺桂成, 廖家海, 李丰雄, 王 昭, 章求才, 张志军. 水饱和边坡夹层热-孔隙水-力耦合作用模型及应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1663-1672.
[2] 王士权, 魏明俐, 何星星, 张亭亭, 薛 强, . 基于核磁共振技术的淤泥固化水分转化机制研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1778-1786.
[3] 刘孟适, 罗 强, 蒋良潍, 陆清元, 梁多伟, . 粗粒土渗透试验边壁孔隙特征及 处理层最优厚度研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1787-1796.
[4] 纪国法, 李奎东, 张公社, 李少明, 张 蕾, 刘 炜, . 页岩I型断裂韧性的分形计算方法与应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1925-1931.
[5] 朱雨萌, 吴 琪, 陈国兴, . 基于颗粒接触状态理论的砂-粉混合料 剪切波速试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1457-1464.
[6] 魏 星, 张 昭, 王 刚, 张建民, . 饱和砂土液化后大变形机制的离散元细观分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1596-1602.
[7] 高 峰, 熊 信, 周科平, 李杰林, 史文超, . 冻融循环作用下饱水砂岩的强度劣化模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 926-932.
[8] 王丽琴, 邵生俊, 王 帅, 赵 聪, 石鹏鑫, 周 彪, . 原状黄土的压缩曲线特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1076-1084.
[9] 郎颖娴, 梁正召, 段 东, 曹志林, . 基于CT试验的岩石细观孔隙模型重构与并行模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1204-1212.
[10] 张 昭, 程靖轩, 刘奉银, 齐吉琳, 柴军瑞, 李会勇, . 基于土颗粒级配预测非饱和 渗透系数函数的物理方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 549-560.
[11] 张小燕, 蔡燕燕, 周浩燃, 杨 洋, 李玉龙, . 珊瑚砂大剪切应变下的剪切特性和分形维数[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 610-615.
[12] 汪华斌, 李建梅, 金怡轩, 周 博, 周 宇, . 降雨诱发边坡破坏数值模拟两个关键问题 的解决方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 777-784.
[13] 陶高梁, 朱学良, 胡其志, 庄心善, 何 俊, 陈 银. 黏性土压缩过程临界孔径现象及固有分形特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 81-90.
[14] 尹晓萌, 晏鄂川, 刘旭耀, 李兴明, . 土体稳定性计算中地下水作用力探讨[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 156-164.
[15] 曾 寅, 刘建锋, 周志威, 吴 池, 李志成, . 盐岩单轴蠕变声发射特征及损伤演化研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 207-215.
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[1] 和法国,谌文武,韩文峰,张景科. 高分子材料SH固沙性能与微结构相关性研究[J]. , 2009, 30(12): 3803 -3807 .
[2] 雷永生. 西安地铁二号线下穿城墙及钟楼保护措施研究[J]. , 2010, 31(1): 223 -228 .
[3] 尚守平,岁小溪,周志锦,刘方成,熊 伟. 橡胶颗粒-砂混合物动剪切模量的试验研究[J]. , 2010, 31(2): 377 -381 .
[4] 肖 忠,王元战,及春宁,黄泰坤,单 旭. 波浪作用下加固软基上大圆筒结构稳定性分析[J]. , 2010, 31(8): 2648 -2654 .
[5] 柴 波,殷坤龙,陈丽霞,李远耀. 岩体结构控制下的斜坡变形特征[J]. , 2009, 30(2): 521 -525 .
[6] 赵洪波,茹忠亮,张士科. SVM在地下工程可靠性分析中的应用[J]. , 2009, 30(2): 526 -530 .
[7] 胡再强,李宏儒,苏永江. 岗曲河混凝土面板堆石坝三维静力应力变形分析[J]. , 2009, 30(S2): 312 -0317 .
[8] 石祥超,孟英峰,李 皋. 几种岩石强度准则的对比分析[J]. , 2011, 32(S1): 209 -216 .
[9] 丁选明,刘汉龙. 均质土中PCC桩与实心桩动力响应对比分析[J]. , 2011, 32(S1): 260 -264 .
[10] 钱岳红 ,李 杰 ,陈文涛 ,李文培. 考虑卸荷时间的深埋巷道附近破坏特性研究[J]. , 2011, 32(5): 1347 -1352 .