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。
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