岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (10): 3117-3131.doi: 10.16285/j.rsm.2025.00230CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.00230
孙银磊1,李志妃1,陈妍歌1,杜清如1,田珂萌1,陈俊磊1,张先伟2
SUN Yin-lei1, LI Zhi-fei1, CHEN Yan-ge1, DU Qing-ru1, TIAN Ke-meng1, CHEN Jun-lei1, ZHANG Xian-wei2
摘要: 矿物成分是调控红土土-水特征曲线及微观孔隙架构的核心要素之一。本研究致力于从微观构造层面深入剖析矿物成分对红土土-水特性的作用机制,运用响应曲线法,系统评估了不同矿物成分对红土基质吸力的效应,并筛选出了3种关键配比;通过接触式滤纸法,获得了3种配比样的增湿土-水特征曲线;同时,结合扫描电镜试验与压汞试验,进一步揭示了其孔隙微观结构及分布特征。结果显示,采用Box-Behnken设计试验构建的回归模型表明,在方差拟合分析中,高岭石与伊利石对基质吸力的影响显著,而蒙脱石则未表现出显著性。在固定某一变量的情况下,高岭石与伊利石的交互作用对基质吸力的影响远超高岭石与蒙脱石的交互作用。此外,在近饱和区与残余区,矿物成分对土-水特征曲线的影响较小,曲线相对平缓;而在过渡区,高岭石含量较高的试样曲线斜率显著增大,其他两种矿物成分含量高的试样则斜率较小。在微观结构上,高岭石与伊利石含量较高的试样中,砂颗粒边界凹凸不平,凝絮状结构体积庞大且交错分布,形成了丰富的大孔结构;相比之下,其他两组试样则呈现出较为松散的分散结构。此外,孔隙分布曲线中的优势孔径范围与土-水特征曲线的过渡区呈现出良好的对应关系,进一步验证了矿物成分对红土土-水特性的深刻影响。
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