黏性土干/湿过程中土结构演化特征研究进展

摘要:干湿变化是自然界中土体必然经历的过程,对土体工程性质有重要影响。系统掌握干/湿过程中土结构演化特征,对深入认识土体宏观力学性质有重要意义。基于国内外大量文献资料,着重总结了黏性土在干燥过程、湿化过程和干湿循环过程中微观结构的演化特征,得到了以下几点主要认识:(1)含水率是影响土体微观结构的关键因素之一,在最优含水率干侧制备的土样呈典型的团聚体结构,孔隙分布曲线具有双峰特征,而在湿侧则呈相对均匀的基质结构,孔隙分布曲线呈现单峰特征;(2)在干燥过程中(吸力增加),到达缩限之前,土体积的减小主要由大的宏观孔隙收缩所致。在不同的吸力区间内,主要受影响的孔隙尺寸是不同的;(3)在湿化过程中(吸力减小),团聚体内的小孔隙和团聚体间的大孔隙都逐渐增大,且以团聚体内的孔隙增大为主,孔隙结构的演化特征与侧限条件密切相关;(4)在干湿循环过程中,土结构变化并不是完全可逆的,土体产生的累积收缩/膨胀形变量主要来自于宏观孔隙,随着干湿循环次数的增加,土体的体变特性会达到一个平衡状态,可用弹性孔隙比进行描述。除此以外,还总结了土结构观测的常规技术方法,包括SEM、ESEM、MIP和CT技术等。最后针对土结构研究现状,提出了今后的研究重点和方向,主要包括制样新方法、观测新技术、湿化过程的微观结构以及微观结构参数与宏观力学模型相结合等。

关键词:
  • 干湿循环  
  • 土微观结构  
  • 孔隙分布  
  • 非饱和土  
作者:
巩学鹏; 唐朝生; 施斌; 王宏胜; 冷挺; 谈云志; 邓永锋
单位:
南京大学地球科学与工程学院; 南京210023; 南京大学(苏州)高新技术研究院; 苏州215123; 三峡大学; 宜昌443002; 东南大学交通学院; 岩土工程研究所; 南京21118
刊名:
工程地质学报

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期刊名称:工程地质学报

工程地质学报由中国科学院地质与地球物理研究所主办,中国科学院主管的学术刊物,国内刊号为:11-3249/P。创办于1993年,双月刊,在全国同类期刊中发行数量名列前茅。其主要栏目有:岩体工程地质、土体工程地质、地质灾害、地质工程、工程地质信息等。