基于微細觀結構的粘性土熱效應及其機理研究.pdf

1、為研究粘性土結構強度熱效應的規(guī)律并探索其機理,本文以南寧市河流沖積相粘性土為研究對象,利用恒溫恒濕箱、GDS三軸試驗儀、X射線衍射儀、比表面積測定儀等儀器,進行了大量的室內試驗,得到了粘性土抗剪強度和微細觀結構熱效應的規(guī)律,進而分析了粘性土結構強度熱效應的機理。主要研究成果如下:
　　 1.開展了不同溫度環(huán)境下不同含水量和干密度土樣的三軸剪切試驗,得到以下主要結論:粘性土抗剪強度的熱效應存在著一個臨界含水量,此臨界含水量約為其最

2、優(yōu)含水量。當溫度從20℃上升到40℃時,若小于臨界含水量,粘聚力降低,內摩擦角升高,反之則粘聚力升高,內摩擦角降低;當溫度從40℃上升到60℃時,若小于臨界含水量,內摩擦角降低,反之則內摩擦角升高,而土樣的粘聚力都升高。在臨界含水量處,粘性土的熱效應最不明顯,而含水量與臨界含水量相差越大,熱效應越顯著。對于含水量小于臨界含水量的土樣,存在一個干密度,使其熱效應最顯著,此干密度遠小于最大干密度,大于臨界含水量土樣的熱效應與干密度之間的規(guī)律

3、并不明顯。此外,試驗還得到了不同溫度環(huán)境下粘性土抗剪強度與含水量和干密度的關系。
　　 2.開展了不同溫度環(huán)境下粘性土微細觀結構熱效應的試驗,試驗結果表明:風干土的礦物成分和比表面積在不同溫度作用下沒有發(fā)生變化,但是濕土的比表面積隨溫度上升而減小。土體提取液中鐵、鋁離子濃度隨溫度的升高先減小后增大,鈣、鎂、錳、鈉、鉀離子濃度隨溫度的升高而增大,且10∶1和20∶1兩種水土質量比的提取液所表現出來的規(guī)律一樣。試樣的表面電導率隨溫度

4、的升高而增大,且增長幅度隨含水量和干密度的增加而增大;在不同的溫度環(huán)境中,電導率隨試樣含水量的增加而增大,且在某一含水量區(qū)間(22％～25.6％)的增長速率比其它區(qū)間大;低含水量試樣的電導率隨干密度的增加先增大后減小,而高含水量試樣的電導率隨干密度的增加而增大。
　　 3.開展了不同溫度環(huán)境下的土水特征曲線試驗,得到了基質吸力隨溫度的變化規(guī)律?；谕了卣髑€和微細觀結構的試驗結果,分析了溫度作用下土體結構的變化機理,并從基質吸