上海黏土压缩回弹变形的微观机理
发布时间：2020-12-28 03:14
黏土变形微观机理的研究过去多针对土体加载压缩开展,随着研究的深入,黏土卸载回弹变形的微观机理也逐步得到重视,但目前对此研究还很少。本文采用单向压缩及回弹试验、扫描电镜及压汞试验对上海黏土压缩及回弹变形过程中土体的微观特性及其变化进行了研究。研究结果表明,微观结构参数的变化能反映黏土的宏观变形特征。在加载过程中,随固结压力增加,土体孔隙体积减小,孔隙数量先增加再减小,孔隙平均形状系数的增加先急后缓,孔隙形态分维数先急剧减小后缓慢减小。在卸载过程中,随固结压力减小,孔隙数量增加,平均形状系数略有减小,孔隙形状分维数略有增加。加载压缩过程中,固结压力较小时中、小孔隙体积所占比例变化不大,而当固结压力较大时小孔隙所占比例显著增加、中孔隙所占比例明显减小。在卸载回弹过程中,各级固结压力下小孔隙都占绝对优势,但固结压力较大时中孔隙所占比例较大,而固结压力较小时中孔隙所占比例较小,黏土卸载回弹变形主要是小孔隙体积的少量增加。
【文章来源】：水文地质工程地质. 2020年04期 北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
土样颗粒分布曲线
图2为原状土样在不同放大倍数时的SEM图像，土样表面微观图像特征随着放大倍数增大逐渐变得清晰。当倍数较小时(放大500倍)，图像能显示的范围比较大，可以看到土体结构表面的整体情况，但图片中颗粒和孔隙不够清晰;当倍数较大时(放大5 000倍)，图像能清晰地显示颗粒和孔隙的分布情况，适合选其作为定性分析的对象，但图像中能显示的区域范围较小，图片中只能观察到少量颗粒及孔隙，且具有较大的偶然性。综合考虑尺寸大小以及图像清晰情况两个因素，本文选用放大倍数为2 000倍的图像对微观结构参数进行定量分析。图3为加载压缩过程中不同固结压力下试样放大2 000倍的SEM图像(左侧)及其对应的二值化图像(右侧)。从图中可见，上海原状软黏土具有絮凝状结构，土粒主要为片状，形状不规则，若干片状土粒主要以面-面接触方式团聚在一起形成大小不等的团聚体，团聚体内部土粒间具有较强的结构联结。团聚体排列不规则，其间有较多的大孔隙，团聚体间的结构联结较弱。随着固结压力增大，团聚体间的孔隙减小，团聚体排列的定向性增加。当固结压力达到800 kPa时，团粒具有显著的定向性。
图3为加载压缩过程中不同固结压力下试样放大2 000倍的SEM图像(左侧)及其对应的二值化图像(右侧)。从图中可见，上海原状软黏土具有絮凝状结构，土粒主要为片状，形状不规则，若干片状土粒主要以面-面接触方式团聚在一起形成大小不等的团聚体，团聚体内部土粒间具有较强的结构联结。团聚体排列不规则，其间有较多的大孔隙，团聚体间的结构联结较弱。随着固结压力增大，团聚体间的孔隙减小，团聚体排列的定向性增加。当固结压力达到800 kPa时，团粒具有显著的定向性。2.1.2 扫描电镜图像分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]固结条件下上海软土微观特征研究[J]. 李越,孙红,葛修润. 河北工程大学学报(自然科学版). 2018(01)
[2]上海软黏土的孔径分布试验研究[J]. 陈波,孙德安,高游,李健. 岩土力学. 2017(09)
[3]基于SEM和MIP的冻融循环对粉质黏土强度影响机制研究[J]. 张英,邴慧,杨成松. 岩石力学与工程学报. 2015(S1)
[4]小偏应力作用下吹填土蠕变过程中微结构特征演变研究[J]. 杨爱武,吴可龙,周玉明,孔令伟,张先伟. 水文地质工程地质. 2015(02)
[5]杭州饱和软土固结过程微观结构试验研究[J]. 周建,邓以亮,曹洋,严佳佳. 中南大学学报(自然科学版). 2014(06)
[6]珠三角饱和软土固结过程中微观孔隙结构的演化规律[J]. 谢晓华,周永章,张澄博,吴清华,周晓芳,卢强,周云霞. 桂林理工大学学报. 2010(03)
[7]广州软土固结过程微观结构的显微观测与分析[J]. 周晖,房营光,禹长江. 岩石力学与工程学报. 2009(S2)
[8]动力排水固结前后软土微观结构分析[J]. 孟庆山,杨超,许孝祖,雷学文,孙士玲. 岩土力学. 2008(07)
[9]不同固结压力下饱和软粘土孔隙分布试验研究[J]. 孔令荣,黄宏伟,张冬梅,P.-Y.Hicher. 地下空间与工程学报. 2007(06)
[10]扫描电子显微镜测试技术在岩土工程中的应用与进展[J]. 白冰,周健. 电子显微学报. 2001(02)
本文编号：2943028
【文章来源】：水文地质工程地质. 2020年04期 北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
土样颗粒分布曲线
图2为原状土样在不同放大倍数时的SEM图像，土样表面微观图像特征随着放大倍数增大逐渐变得清晰。当倍数较小时(放大500倍)，图像能显示的范围比较大，可以看到土体结构表面的整体情况，但图片中颗粒和孔隙不够清晰;当倍数较大时(放大5 000倍)，图像能清晰地显示颗粒和孔隙的分布情况，适合选其作为定性分析的对象，但图像中能显示的区域范围较小，图片中只能观察到少量颗粒及孔隙，且具有较大的偶然性。综合考虑尺寸大小以及图像清晰情况两个因素，本文选用放大倍数为2 000倍的图像对微观结构参数进行定量分析。图3为加载压缩过程中不同固结压力下试样放大2 000倍的SEM图像(左侧)及其对应的二值化图像(右侧)。从图中可见，上海原状软黏土具有絮凝状结构，土粒主要为片状，形状不规则，若干片状土粒主要以面-面接触方式团聚在一起形成大小不等的团聚体，团聚体内部土粒间具有较强的结构联结。团聚体排列不规则，其间有较多的大孔隙，团聚体间的结构联结较弱。随着固结压力增大，团聚体间的孔隙减小，团聚体排列的定向性增加。当固结压力达到800 kPa时，团粒具有显著的定向性。
图3为加载压缩过程中不同固结压力下试样放大2 000倍的SEM图像(左侧)及其对应的二值化图像(右侧)。从图中可见，上海原状软黏土具有絮凝状结构，土粒主要为片状，形状不规则，若干片状土粒主要以面-面接触方式团聚在一起形成大小不等的团聚体，团聚体内部土粒间具有较强的结构联结。团聚体排列不规则，其间有较多的大孔隙，团聚体间的结构联结较弱。随着固结压力增大，团聚体间的孔隙减小，团聚体排列的定向性增加。当固结压力达到800 kPa时，团粒具有显著的定向性。2.1.2 扫描电镜图像分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]固结条件下上海软土微观特征研究[J]. 李越,孙红,葛修润. 河北工程大学学报(自然科学版). 2018(01)
[2]上海软黏土的孔径分布试验研究[J]. 陈波,孙德安,高游,李健. 岩土力学. 2017(09)
[3]基于SEM和MIP的冻融循环对粉质黏土强度影响机制研究[J]. 张英,邴慧,杨成松. 岩石力学与工程学报. 2015(S1)
[4]小偏应力作用下吹填土蠕变过程中微结构特征演变研究[J]. 杨爱武,吴可龙,周玉明,孔令伟,张先伟. 水文地质工程地质. 2015(02)
[5]杭州饱和软土固结过程微观结构试验研究[J]. 周建,邓以亮,曹洋,严佳佳. 中南大学学报(自然科学版). 2014(06)
[6]珠三角饱和软土固结过程中微观孔隙结构的演化规律[J]. 谢晓华,周永章,张澄博,吴清华,周晓芳,卢强,周云霞. 桂林理工大学学报. 2010(03)
[7]广州软土固结过程微观结构的显微观测与分析[J]. 周晖,房营光,禹长江. 岩石力学与工程学报. 2009(S2)
[8]动力排水固结前后软土微观结构分析[J]. 孟庆山,杨超,许孝祖,雷学文,孙士玲. 岩土力学. 2008(07)
[9]不同固结压力下饱和软粘土孔隙分布试验研究[J]. 孔令荣,黄宏伟,张冬梅,P.-Y.Hicher. 地下空间与工程学报. 2007(06)
[10]扫描电子显微镜测试技术在岩土工程中的应用与进展[J]. 白冰,周健. 电子显微学报. 2001(02)
本文编号：2943028
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