孔隙水溶液濃度對黏土力學(xué)特性影響規(guī)律研究.pdf

1、隨著人類社會的發(fā)展，巖土工程領(lǐng)域涉及的范圍越來越廣，不僅會涉及到普通建筑，還會涉及到能源開采、地下環(huán)境保護、核廢料地下處置、CO2地質(zhì)處置等特殊工程，這些特殊工程將伴隨有巖土介質(zhì)的化學(xué)環(huán)境變化，因此水化學(xué)環(huán)境變異下巖土介質(zhì)的水化學(xué)-力學(xué)耦合作用問題成為了一個必須解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。
　　本論文針對黏土強度和壓縮特性，通過室內(nèi)直剪試驗、壓縮固結(jié)試驗等試驗手段，闡明了水化學(xué)-力學(xué)耦合作用對黏土工程性質(zhì)影響規(guī)律。主要研究成果如下：

2、>　?。?）化學(xué)環(huán)境對于粘土顆粒形成的結(jié)構(gòu)起著控制作用，尤其是形成的環(huán)境中離子的存在情況。在離子較少的環(huán)境中，粘土顆粒主要以面對面的片狀堆積，在陽離子較多的環(huán)境中，粘土顆粒排列以邊對面或者邊與邊的搭接為主。粘土顆粒的排列方式為面對面排列時，形成了密度較大的集聚結(jié)構(gòu)，排列方式為搭接結(jié)構(gòu)的形成了較大孔隙的凝聚結(jié)構(gòu)。兩種結(jié)構(gòu)在相同的孔隙比時，凝聚結(jié)構(gòu)比集聚結(jié)構(gòu)的強度更高，但是壓縮性較低，滲透性較大。
　?。?）通過當(dāng)土樣孔隙溶液為 Na

3、Cl溶液時，土樣的粘聚力發(fā)生很大變化，尤其對低濃度溶液更為敏感。孔隙溶液的影響主要是改變了雙電層的厚度，溶液濃度增加，顆粒表面雙電層變薄，土樣的粘聚力隨之減小，內(nèi)摩擦角稍有增大。由于土試樣孔隙中真實孔隙水壓力的影響，室內(nèi)直剪試驗所得到的粘聚力并非是土樣的自身粘聚力。試驗發(fā)現(xiàn)由于土樣中滲透壓力的存在，使得直剪試驗中會得到負的粘聚力，土樣真實孔隙水壓力對于土樣的強度影響很大，應(yīng)該得到足夠的重視。
　　（3）通過室內(nèi)固結(jié)試驗發(fā)現(xiàn)土試樣受