【摘 要】
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针对干湿循环下红土力学性质劣化的多尺度效应,开展了重塑红土的压汞试验、扫描电镜试验、细观裂隙试验和三轴剪切试验,分析了土体微细观结构损伤及宏观力学性质劣化规律,探讨了土体力学性质劣化的多尺度机制.研究结果表明:(1)重塑红土微观结构受干湿循环影响损伤明显,土颗粒丰度稍有增加,颗粒多被改造为近圆形和圆形;颗粒定向频率有所变化,整体为各向同性,局部存在优势方向;颗粒面积概率分布指数增大,向更小颗粒改造;土体孔隙总体积增大,小孔隙向大、中孔隙转化为主,孔隙总体积的增加参与了孔隙转化,是大、中孔隙增加的主要来源;
【机 构】
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南昌工程学院 水利与生态工程学院,南昌 330099
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针对干湿循环下红土力学性质劣化的多尺度效应,开展了重塑红土的压汞试验、扫描电镜试验、细观裂隙试验和三轴剪切试验,分析了土体微细观结构损伤及宏观力学性质劣化规律,探讨了土体力学性质劣化的多尺度机制.研究结果表明:(1)重塑红土微观结构受干湿循环影响损伤明显,土颗粒丰度稍有增加,颗粒多被改造为近圆形和圆形;颗粒定向频率有所变化,整体为各向同性,局部存在优势方向;颗粒面积概率分布指数增大,向更小颗粒改造;土体孔隙总体积增大,小孔隙向大、中孔隙转化为主,孔隙总体积的增加参与了孔隙转化,是大、中孔隙增加的主要来源;(2)干湿循环作用下,重塑红土细观裂隙演化经历了增湿启裂期、循环发育期和后期稳定期,裂隙率和裂隙宽度发育集中于前5次干湿循环,后期趋于稳定;(3)干湿循环下,重塑红土抗剪强度劣化显著,其中黏聚力呈反“S”型衰减,主要集中于前5次干湿循环,后期趋于稳定;内摩擦角基本呈线性减小,减小幅度不大.综合上述分析结果,重塑红土力学性质劣化的多尺度机制可概括为:干湿循环作用引起土体孔隙总体积的膨胀势、孔隙扩张和贯通弱化的基质势、胶结物质被溶解削弱的胶结强度和水分反复迁移改变的颗粒结构共同使得土体微观结构损伤,进而诱发土体微观裂隙扩展成细观裂隙,造成土体完整度退化,导致土体宏观力学性质劣化.
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