黏土變形微觀機(jī)理的研究過去多針對土體加載壓縮開展,隨著研究的深入,黏土卸載回彈變形的微觀機(jī)理也逐步得到重視,但目前對此研究還很少。本文采用單向壓縮及回彈試驗、掃描電鏡及壓汞試驗對上海黏土壓縮及回彈變形過程中土體的微觀特性及其變化進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明,微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化能反映黏土的宏觀變形特征。在加載過程中,隨固結(jié)壓力增加,土體孔隙體積減小,孔隙數(shù)量先增加再減小,孔隙平均形狀系數(shù)的增加先急后緩,孔隙形態(tài)分維數(shù)先急劇減小后緩慢減小。在卸載過程中,隨固結(jié)壓力減小,孔隙數(shù)量增加,平均形狀系數(shù)略有減小,孔隙形狀分維數(shù)略有增加。加載壓縮過程中,固結(jié)壓力較小時中、小孔隙體積所占比例變化不大,而當(dāng)固結(jié)壓力較大時小孔隙所占比例顯著增加、中孔隙所占比例明顯減小。在卸載回彈過程中,各級固結(jié)壓力下小孔隙都占絕對優(yōu)勢,但固結(jié)壓力較大時中孔隙所占比例較大,而固結(jié)壓力較小時中孔隙所占比例較小,黏土卸載回彈變形主要是小孔隙體積的少量增加。 

【文章來源】：水文地質(zhì)工程地質(zhì). 2020年04期 北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

土樣顆粒分布曲線

圖2為原狀土樣在不同放大倍數(shù)時的SEM圖像，土樣表面微觀圖像特征隨著放大倍數(shù)增大逐漸變得清晰。當(dāng)倍數(shù)較小時(放大500倍)，圖像能顯示的范圍比較大，可以看到土體結(jié)構(gòu)表面的整體情況，但圖片中顆粒和孔隙不夠清晰;當(dāng)倍數(shù)較大時(放大5 000倍)，圖像能清晰地顯示顆粒和孔隙的分布情況，適合選其作為定性分析的對象，但圖像中能顯示的區(qū)域范圍較小，圖片中只能觀察到少量顆粒及孔隙，且具有較大的偶然性。綜合考慮尺寸大小以及圖像清晰情況兩個因素，本文選用放大倍數(shù)為2 000倍的圖像對微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行定量分析。圖3為加載壓縮過程中不同固結(jié)壓力下試樣放大2 000倍的SEM圖像(左側(cè))及其對應(yīng)的二值化圖像(右側(cè))。從圖中可見，上海原狀軟黏土具有絮凝狀結(jié)構(gòu)，土粒主要為片狀，形狀不規(guī)則，若干片狀土粒主要以面-面接觸方式團(tuán)聚在一起形成大小不等的團(tuán)聚體，團(tuán)聚體內(nèi)部土粒間具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)。團(tuán)聚體排列不規(guī)則，其間有較多的大孔隙，團(tuán)聚體間的結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)較弱。隨著固結(jié)壓力增大，團(tuán)聚體間的孔隙減小，團(tuán)聚體排列的定向性增加。當(dāng)固結(jié)壓力達(dá)到800 kPa時，團(tuán)粒具有顯著的定向性。

圖3為加載壓縮過程中不同固結(jié)壓力下試樣放大2 000倍的SEM圖像(左側(cè))及其對應(yīng)的二值化圖像(右側(cè))。從圖中可見，上海原狀軟黏土具有絮凝狀結(jié)構(gòu)，土粒主要為片狀，形狀不規(guī)則，若干片狀土粒主要以面-面接觸方式團(tuán)聚在一起形成大小不等的團(tuán)聚體，團(tuán)聚體內(nèi)部土粒間具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)。團(tuán)聚體排列不規(guī)則，其間有較多的大孔隙，團(tuán)聚體間的結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)較弱。隨著固結(jié)壓力增大，團(tuán)聚體間的孔隙減小，團(tuán)聚體排列的定向性增加。當(dāng)固結(jié)壓力達(dá)到800 kPa時，團(tuán)粒具有顯著的定向性。2.1.2 掃描電鏡圖像分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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