干濕循環(huán)作用對膨脹土結構性的影響及其導致的強度變化.pdf

1、膨脹土是一種水敏性材料，礦物成分主要由強親水性粘土礦物成分（蒙脫石和伊利石）組成。膨脹土受自然氣候條件的影響比較敏感，在干濕交替頻繁的氣候環(huán)境中，膨脹土材料結構內部在基質吸力反復加卸載作用下會形成較多的細觀裂隙，隨著應力循環(huán)次數(shù)的增加，細觀裂隙逐漸發(fā)育，并在膨脹土結構內部形成錯綜復雜的裂隙網絡，最終導致土體結構松散，力學性能發(fā)生劣化。干濕循環(huán)作用下膨脹土細觀結構的變化是導致其宏觀力學性能劣化的根本原因，是膨脹土邊坡失穩(wěn)破壞的關鍵所在。因

2、此，有必要開展干濕循環(huán)作用下的膨脹土細觀結構特征變化研究。基于此，本文利用CT技術對不同初始控制含水率下經歷干濕循環(huán)作用后的南陽膨脹土進行CT掃描，并結合計算機圖像處理技術，定量化分析膨脹土試樣的內部細觀裂隙，研究了裂隙網絡的幾何結構和形態(tài)特征隨循環(huán)次數(shù)的變化規(guī)律;利用聚類分析和逐步回歸法，從定量描述膨脹土裂隙的指標中篩選出了表征其裂隙發(fā)育程度的基本指標;最終基于CT數(shù)定義損傷變量，建立了干濕循環(huán)作用下膨脹土體細觀結構特征與低應力抗剪強

3、度指標之間的關系。本文主要研究結論如下:
　　1.第1-4次干濕循環(huán)對膨脹土細觀結構變化影響較大，內部微裂隙發(fā)育明顯，第7-8次干濕循環(huán)對細觀結構影響甚微。在控制干密度相同的情況下，較高的的初始控制含水率可以有效的抑制土體的開裂。
　　2.裂隙的節(jié)點個數(shù)、塊區(qū)個數(shù)、裂隙平均長度和裂隙率是描述其形態(tài)結構和幾何特征的基本指標，可以用來描述裂隙的發(fā)育程度。裂隙條數(shù)和總長度受節(jié)點個數(shù)控制，區(qū)塊個數(shù)反映了區(qū)塊面積的變化情況，平均長度反