冻融作用下黏性土裂隙演化规律及分形特征研究

冻土; 黏粒含量; 冻融作用; 裂隙演化; 分形特征;
["刘健鹏","王运敏","李小双","胡坤"] 2025-04-09 期刊论文
明确冻融作用下裂隙演化规律是揭示土体冻胀融沉变形特性的关键,对保障冻土工程中构筑物的长期安全服役至关重要。本文对不同黏粒含量(5%、10%、15%和20%)试样在不同环境冻结温度下(-5℃、-10℃和-15℃)进行一次各向等温冻融试验,并结合扫描电子显微镜和计算机断层扫描技术分别对裂隙进行直接观测和三维重构,研究了裂隙发育规律和演化机制。试验结果表明,在低于-10℃环境冻结温度时10%和15%黏粒含量试样中产生的裂隙体积含量相对较高。裂隙从表面产生向试样内部发展,裂隙方位角分布较为均匀,而裂隙极角主要分布在与水平面夹角±30o范围内。三维分形维数能很好地反映裂隙的发育程度,数值越高表明裂隙体积含量和不规则程度均越高。黏粒含量影响土体初始孔隙结构、黏粒团聚体形态以及黏粒团聚体内、外孔隙水的赋存特性,不同环境冻结温度条件下黏粒团聚体内、外的结晶应力差引发黏粒团聚体冷缩、膨胀、破碎重新排列等形态变化以及土颗粒间胶结方式改变,从而表现出复杂的裂隙演化规律。
来源平台:工程地质学报