選取西安Q₃原狀黃土,人工制備不同Na₂SO₄含量的鹽漬原狀黃土試樣。通過凍融作用下的三軸剪切及CT掃描試驗,研究了Na₂SO₄鹽漬原狀黃土凍融過程劣化規(guī)律及微細(xì)觀結(jié)構(gòu)損傷演化機(jī)制。結(jié)果表明:凍融作用對應(yīng)力–應(yīng)變曲線的類型及特征無明顯影響,均表現(xiàn)為應(yīng)變硬化型。破壞偏應(yīng)力隨凍融次數(shù)增加逐漸減小,但衰減速率逐漸減小,表現(xiàn)出減速劣化特征;凍融條件下破壞偏應(yīng)力隨著含鹽量增加逐漸減小,且表現(xiàn)出線性或加速劣化特征。黏聚力呈現(xiàn)與破壞偏應(yīng)力相似的劣化特征;內(nèi)摩擦角變化幅值較小且無明顯規(guī)律。凍融與鹽蝕劣化因子的比值隨凍融次數(shù)增加逐漸增大但增速逐漸減小,隨含鹽量增大逐漸減小且衰減速率逐漸減小。CT數(shù)ME值呈現(xiàn)與破壞偏應(yīng)力和黏聚力相似的劣化規(guī)律;構(gòu)建了CT細(xì)觀損傷變量演化方程,可較好預(yù)測試樣凍融過程細(xì)觀結(jié)構(gòu)損傷演化規(guī)律。宏細(xì)觀損傷變量表現(xiàn)出一致的變化規(guī)律,表明CT細(xì)觀結(jié)構(gòu)損傷變量準(zhǔn)確揭示了宏觀三軸剪切強度指標(biāo)的劣化機(jī)理。 

【文章來源】：巖土工程學(xué)報. 2020,42(09)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

試樣含水率及含鹽量分布

圖2所示為陜北榆林和延安地區(qū)近十年月平均最低氣溫變化曲線。從圖中可以看出，環(huán)境溫度變化區(qū)間在-20℃～20℃之間，因此以當(dāng)?shù)刈畹蜌鉁兀s-20℃）為凍結(jié)溫度，最高氣溫（約20℃）為融化溫度，進(jìn)行凍融循環(huán)試驗。試驗方案如下：為保證試樣充分凍融，低溫-20℃條件下凍結(jié)12 h，高溫20℃條件下融化12 h，即一個凍融循環(huán)為24 h；凍融循環(huán)次數(shù)N分別為0,1,2,5,10。2.2 三軸剪切試驗

圖3所示為試樣應(yīng)力–應(yīng)變曲線變化規(guī)律。從圖中可以看出，凍融循環(huán)過程對黃土試樣應(yīng)力–應(yīng)變曲線的類型及特征無明顯影響，凍融循環(huán)前后均表現(xiàn)為應(yīng)變硬化型。此外，相同凍融循環(huán)次數(shù)條件下，含鹽量變化對應(yīng)力–應(yīng)變曲線的變化特征亦無顯著影響，亦均表現(xiàn)為“硬化型”的變化趨勢。為深入揭示凍融條件下Na2SO4鹽漬原狀黃土強度劣化特性，取軸向應(yīng)變?yōu)?5%時的偏應(yīng)力作為破壞偏應(yīng)力亦即試樣的強度值，如圖4所示。從圖中可以看出，凍融循環(huán)對強度產(chǎn)生明顯的劣化效應(yīng)，破壞偏應(yīng)力隨著凍融循環(huán)次數(shù)增加逐漸減小，但降低速率逐漸減小，表現(xiàn)出顯著的減速劣化特征；凍融條件下Na2SO4含量亦對強度產(chǎn)生顯著的鹽蝕劣化效應(yīng)，破壞偏應(yīng)力隨著含鹽量增加逐漸減小，且呈現(xiàn)顯著的線性或加速劣化特征。

【參考文獻(xiàn)】：
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