桂林紅粘土裂隙特性及強度衰減的研究.pdf

1、桂林位于廣西省東北部,地處低緯,屬中亞熱帶季風(fēng)氣候,全年多雨,且雨熱基本同季。在這種自然條件下對于桂林地區(qū)廣泛分布的紅粘土的力學(xué)結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)造成一定的影響性,在實體工程當(dāng)中,比如邊坡、基坑的開挖中,土體裂隙的發(fā)育導(dǎo)致其本身所能承受的極限強度下降,往往在未達到能承受最大應(yīng)力情況下發(fā)生臨空面垮塌、地面塌陷等等,造成一定的人員傷亡和人身財產(chǎn)的損失。因而,認識紅粘土裂隙特性并降低其在實際工程中的破壞性,對于工程的施工和提高工程體的安全性有著很

2、重要的意義。
　　本文通過室內(nèi)試驗的手段,采用多因子的試驗方法,分別對紅粘土的裂隙成因、不同試驗條件下裂隙的發(fā)展趨勢、裂隙的分形特征以及裂隙對紅粘土強度影響性等方面進行了系統(tǒng)地討論和研究。試驗的主要內(nèi)容有:
　　1、紅粘土的裂隙成因機制研究。采用多因子的試驗方法,對紅粘土的干密度、含水率、溫度和試樣尺寸等因子進行控制,將其進行直接烘干后的土樣與進行人工濕化試驗和真空滲透試驗后的試樣進行對比。得出在改變干密度、含水率、溫度和試

3、樣尺寸等因子的前提下,單獨烘干試驗方法下紅粘土不會出現(xiàn)裂隙,而反復(fù)進行干濕循環(huán)后的試樣裂隙隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增加發(fā)育得愈加明顯;此外,人工濕化試驗和真空滲透試驗兩種不同試驗方法對于試樣的影響性也有強弱之分;
　　2、研究紅粘土裂隙的分形特征。對裂隙擴展過程中的紅粘土試樣進行跟蹤拍攝,使用photoshop等圖形軟件對紅粘土裂隙圖像進行去噪,灰度化、二值化和凸顯化效果等處理,分析紅粘土裂隙的發(fā)展趨勢;合理運用Matlab編寫程序語言

4、對二值化后的裂隙圖像的像素進行提取和統(tǒng)計,統(tǒng)計紅粘土裂隙的幾何參數(shù)特征,求出裂隙的分形維,并研究裂隙幾何參數(shù)與干濕循環(huán)次數(shù)的關(guān)系;
　　3、研究紅粘土裂隙對其土體強度的影響性。分析紅粘土裂隙從開裂、擴展到穩(wěn)定的力學(xué)機制,研究土體強度與干濕循環(huán)次數(shù)、裂隙率和分形維之間的幾何關(guān)系,得出土體強度隨著干濕循環(huán)次數(shù)、裂隙率和分形維的增大,都有在短期內(nèi)強度略微提高,后期快速下降的趨勢,直至5次干濕循環(huán)后裂隙發(fā)育趨于穩(wěn)定,說明干濕循環(huán)次數(shù)、裂隙