冻结作用对青藏红黏土及兰州粉土微观结构的影响分析

论文摘要

冻土微观孔隙特征是决定冻土体一系列物理、力学性质的基本参数,冻土中存在的冰晶体其体积受温度影响发生变化会影响到冻土的土体微观结构及孔隙特质发生变化。利用可用于负温冻土观测的新型扫描电镜,通过对青藏红黏土及兰州粉土不同初始条件下的土样冻结前后微观结构进行研究分析。结果表明:冻结作用发生后,冰晶生长对周围土颗粒产生挤压作用,导致周围土颗粒的移动和结构破坏,土中大孔隙的数量增多,加之周围小孔隙补给大孔隙中的冰晶进一步生长,出现局部个别大孔隙体积增大,小孔隙体积缩小的现象,表现在孔隙率上为土体在冻结后孔隙率减小;此外,对于粒径级配不同的土体而言,冻结作用对细颗粒土的土体孔隙的尺寸、形态以及排列方式等方面的影响均大于粗颗粒土;同样,初始含水率决定了冻结作用发生后参与改变土体微观结构的冰晶体生长的"量"的大小,在冻结作用对土体结构性破坏的过程中起重要作用。研究成果定量揭示了冻结作用对不同初始条件下的土体微观结构的影响,为研究冻土宏观力学特性和冻胀机制等提供了理论基础与和试验支撑。

论文目录

• 0 引言
• 1 材料与方法
•   1.1 试验对象
•   1.2 实验设备
•   1.3 试验方法
•     （1） 土样的准备。
•     （2） 冻结前后土体微观图像观测及处理。
•     （3） 土样微观孔隙特征参数提取。
•     （4） 微结构特征参数计算。
• 2 结果与分析
•   2.1 冻结作用对土体微观结构的影响
•     2.1.1 冻结前后孔隙尺度的变化特征
•     2.1.2 冻结前后孔隙排列的变化特征
•     2.1.3 冻结前后孔隙形态的变化特征
•   2.2 粒径大小对土体冻结前后微观结构的影响
•   2.3 初始含水率对冻结前后土体微观结构的影响
• 3 讨论
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 薛珂,温智,马小涵,张明礼,高樯,孙楠

关键词: 冻结作用,微观孔隙特征,冰晶体,青藏红黏土,兰州粉土

来源: 冰川冻土 2019年05期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 建筑科学与工程

单位: 四川农业大学水利水电学院,中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室,兰州交通大学土木工程学院,兰州理工大学土木工程学院

基金: 国家自然科学基金项目(41471061,41971087,41771073),冻土工程国家重点实验室自主课题(SKLFSE-ZT-22)资助

分类号: TU446

页码: 1122-1129

总页数: 8

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