濕干凍融耦合循環(huán)作用下膨脹土裂隙演化規(guī)律
摘要:裂隙的發(fā)生與演化是膨脹土在各種外部條件作用下的顯著特征。針對北疆高寒地區(qū)膨脹土渠道邊坡劣化問題,以渠基土每年經(jīng)歷通水、停水及凍結(jié)、融化過程為研究條件,開展了單向濕干凍融耦合循環(huán)作用下膨脹土裂隙試驗(yàn)。采用計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT掃描)及三維重建技術(shù),對濕干凍融耦合循環(huán)作用下膨脹土試樣內(nèi)部裂隙演化特征進(jìn)行定量描述,研究了不同濕干凍融耦合循環(huán)次數(shù)對膨脹土三維裂隙演化規(guī)律的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,濕干凍融耦合循環(huán)作用下的試樣內(nèi)部裂隙發(fā)育存在明顯的區(qū)域性分布特征,裂隙的發(fā)育深度在5次循環(huán)后逐漸趨于穩(wěn)定,對應(yīng)于試樣初始總高度的40%。對比不同循環(huán)次數(shù)作用下試樣內(nèi)部裂隙的發(fā)育形態(tài)可知,試樣內(nèi)部裂隙發(fā)育模式由循環(huán)初期淺層分散分布向后期深層匯聚偏轉(zhuǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。采用切片裂隙率、彎曲度、分支數(shù)及死端點(diǎn)4個(gè)指標(biāo)能較好地定量描述裂隙空間分布及連通性隨循環(huán)次數(shù)的演化規(guī)律。研究成果對進(jìn)一步揭示干濕凍融耦合作用下膨脹土渠道的劣化過程和破壞機(jī)制具有一定參考價(jià)值。
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