岩土力学 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (7): 2050-2060.doi: 10.16285/j.rsm.2023.1281
樊培培1, 2,张凌凯1, 2,丁旭升1, 2
FAN Pei-pei1, 2, ZHANG Ling-kai1, 2, DING Xu-sheng1, 2
摘要: 新疆北疆地区某输水明渠工程跨越大面积湿陷性黄土区域,湿陷性黄土经多年降雨、蒸发及季节气温交替变化后力学特性衰减严重,极易造成渠基塌陷及渠坡滑动破坏等工程现象。为深入探究其劣化机制,通过开展干湿-冻融循环条件下湿陷性黄土的直剪、压缩及其微观扫描试验,从宏-微观两个尺度分析其剪切强度、压缩特性的劣化规律及其损伤物理机制。研究结果表明(1)直剪试验:随着干湿-冻融循环次数的增加,峰值抗剪强度呈急速减小-速率减缓-趋于稳定3阶段发展趋势;黏聚力呈指数形式减少,第1次循环减小幅度最大,5次循环后趋于稳定状态,劣化度达到44.55%;内摩擦角变化幅度在2.1°以内,最大劣化度为7.04%,受干湿-冻融循环的影响较小。(2)压缩试验:压缩曲线可依据固结压缩屈服应力σk分为弹性变形和弹塑性变形两阶段,σk随循环次数增加前移;压缩系数、压缩指数与循环次数呈指数、幂函数形式减小,土体的整体压缩性减小;回弹指数与循环次数呈线性正相关。(3)微观结构:通过微观电镜扫描(scanning electron microscope,简称SEM)试验分析,在循环作用下,大孔隙减小,中、小孔隙增加,排列方式趋于无序状;大粒径颗粒逐渐转化为中、小颗粒,形态趋向于拟圆形;利用关联度分析发现孔隙大小及其角度是影响剪切强度的主要因素;引入Pearson相关系数发现颗粒形态及孔隙大小对压缩指标的影响程度最大。
中图分类号: TU 411| [1] | 郅彬, 魏园钧, 王番, 张茜, 刘存利, 任会明, . 冻融循环作用下含Na2SO4盐原状黄土宏观强度与微观结构关联机制研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(S1): 106-120. |
| [2] | 张兴文, 曹净, 雷舒羽, 李育红, 程芸, 张柠锐, . 富里酸环境对含腐殖酸水泥土结构及渗透性影响研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(S1): 249-261. |
| [3] | 侯克鹏, 江帆, 张超, 龚晶汉, . 土石混合体−基岩接触面剪切的基覆面形态效应[J]. 岩土力学, 2025, 46(S1): 271-284. |
| [4] | 吕萌, 王亮清, 谢妮, 朱林锋, 安彩龙, 柯睿, 王旭晨, . 加锚异性结构面剪切特性及声发射响应特征研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(7): 2106-2120. |
| [5] | 姜海波, 卢燕, 李琳, 张军, . 干湿-冻融作用输水渠道膨胀土强度特性及损伤演化规律研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(5): 1356-1367. |
| [6] | 贺元源, 彭绮澜, 王力, 王世梅, 佴磊, 徐燕, 吕岩, 陈勇, 张先伟, . 基于多微观手段的季冻区草炭土孔隙特征和渗透性研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(1): 110-122. |
| [7] | 肖劲卿, 温松诚, 郭源, . 基于单孔冲刷测试的黏性土抗侵蚀性及各向异性试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(1): 187-198. |
| [8] | 王丽艳, 蒋飞, 庄海洋, 王炳辉, 张雷, 李明, . 考虑水化期影响的橡胶−钢渣填料动力特性与微观分析[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 53-62. |
| [9] | 程鑫, 江文豪, 黄啸, 李爽, 王应富, 李江山, . 自硬化竖向屏障材料在Cr(Ⅵ)污染液作用下工程性能及微观结构演化[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 225-238. |
| [10] | 张科, 关世豪, 齐飞飞, 徐奕, 金克盛, . 冲刷作用下砂岩宏观力学特性及微观结构[J]. 岩土力学, 2024, 45(7): 1929-1938. |
| [11] | 陈康, 刘先峰, 袁胜洋, 马杰, 陈忆涵, 蒋关鲁, . 含水率对红层泥岩填料刚度劣化特性及微观结构影响研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(7): 1976-1986. |
| [12] | 潘网生, 赵恬茵, 李鑫, . 黄土微观结构优先连通模型及其对优先渗流的意义[J]. 岩土力学, 2024, 45(6): 1709-1719. |
| [13] | 郅彬, 王尚杰. 干湿-冻融循环下黄土力学特性及损伤机制研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(4): 1092-1102. |
| [14] | 芮瑞, 田子衿, 杨海青, 黄腾, 蒙庆辉, 王金元, . 温度效应影响下的海相软土静力学特性试验[J]. 岩土力学, 2024, 45(4): 1112-1120. |
| [15] | 陈康, 刘先峰, 蒋关鲁, 袁胜洋, 马杰, 陈忆涵, . 含水率对红层泥岩填料动力特性影响试验研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(12): 3705-3716. |
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