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冻融作用对压实黄土结构影响的微观定量研究
  • ISSN号:1000-4548
  • 期刊名称:《岩土工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU444[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室,甘肃兰州730000, [2]甘肃省交通科学研究所有限公司,甘肃兰州730050
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(40821001 41001041 40801022 40801026 41071048); 西部交通建设科技项目(200831800025); 中国科学院西部行动计划项目(KZCX2-XB2-10); 冻土工程国家重点实验室研究项目(SKLSE-ZQ-02 SKLFSE-ZY-03)
中文摘要:

通过补水条件下的冻融循环试验,对经历不同冻融次数的压实黄土土样进行电镜扫描图像的定量分析,同时进行土样宏观物理性质的测试,探讨微观结构与宏观性质之间的关系,揭示冻融循环对压实黄土结构影响的过程与机理。研究结果表明,随着冻融循环次数的增加,土样内部冰晶的生长及冷生结构的形成导致土样中孔隙体积增加,土颗粒受到挤压并形成新的土骨架结构。大中孔隙个数及其所占孔隙总面积百分比显著增加,由2次冻融循环后的78%增加至31次冻融循环后的90%。同时,土样中出现一些由大中孔隙组成的、对黄土湿陷性起控制作用的架空孔隙。宏观物理性质测试表明,随着冻融循环次数的增加,土样含水率显著增加并出现重分布,而干密度则先减小而后基本保持不变。31次冻融循环后,土样上下层含水率相比于初始值增加分别超过140%,50%,而干密度则由初始的1.86 g/cm3减小为1.55 g/cm3,减幅为17%。微观结构和宏观性质的改变均表明了冻融作用对于压实黄土结构的弱化作用。

英文摘要:

After a series of laboratory experiments in an open system,the impacts of freeze-thaw cycles on the structure of compacted loess are studied by means of the quantitative analysis of scanning electron microscope images.The physical properties of the soils are tested simultaneously to discuss the relationship between microstructure and macro-properties of the loess.The results of microstructure analysis show that,with the increase of freeze-thaw cycles,the formation of cryogenesis results in obvious enlargement of pore volumes and therefore extrusion and redistribution of soil particles.The ratio of big-and mid-pore area to the total pore area increases from 78% after 2 cycles to 90% after 31 cycles.Meanwhile,some pores with open structure,which controls the loess collapsibility,are formed during the cycles.The results of macro-properties test show that,during the cycles,the water content of the samples increases significantly and is redistributed,and the dry density of the samples decreases initially and then keeps almost constant.After 31 cycles,the water contents at the upper and lower parts of the sample increase by more than 140% and 55%,respectively,whereas the dry density of the sample decreases from the initial value of 1.86 g/cm3 to 1.55 g/cm3,about a depression of 17%.Collectively,the results from both the micro-and macro-analyses indicate that the freeze-thaw action significantly weakens the structure of compacted loess.

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期刊信息
  • 《岩土工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国水利学会 中国土木工程学会 中国力学学会 中国建筑学会 中国水力发电工程学会 中国振动工程学会
  • 主编:蔡正银
  • 地址:南京虎踞关34号
  • 邮编:210024
  • 邮箱:ge@nhri.cn
  • 电话:025-85829553 85829534
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4548
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1124/TU
  • 邮发代号:28-62
  • 获奖情况:
  • 中国科协二等奖,江苏省首届优秀期刊奖,连续三次被评为核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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