粒径尺寸对红黏土持水曲线及孔径分布影响研究

为探究粒径尺寸对红黏土的持水特性及孔径分布的影响,用轴平移技术和蒸汽平衡技术对不同粒径尺寸制备的红黏土压实样开展广吸力范围内的持水特性试验和压汞试验,基于不同粒径尺寸试样的持水曲线和孔径分布曲线,揭示粒径尺寸影响土体持水特性的细观机理。具体结论如下:(1)粒径尺寸只对压实样在低吸力范围的持水曲线产生影响,表现为粒径尺寸越小,制备试样进气值则越大。(2)不同粒径制备的饱和压实样均为单峰型孔径结构,且粒径尺寸越小,制备试样的集中孔径分布的峰值越高,分布的范围也越小,表明粒径越小的试样的孔径分布越均匀。(3)预测和实测持水曲线的比较结果显示,由于无法考虑土体干化路径下的孔隙比减小,孔径分布曲线可用于预测土体在对应吸力下的含水率,而预测饱和度低于实测的饱和度。

两种非饱和原状土的持水曲线及孔径分布

分别用轴平移技术和蒸汽平衡技术对原状黄土和红土施加低吸力(s≤1.5 MPa)和高吸力(s>1.5 MPa),量测土体在不同吸力下的含水率和孔隙比,得到两种土体在广吸力范围内的持水曲线与基本参数(进气值、残余吸力值和过渡段曲线斜率)。开展土体孔径分布测定试验,揭示两种土体的水力特性存在明显差异的微观机理。最后,基于土体脱湿过程与汞压入过程基本一致的原理,利用孔径分布曲线对土体的持水曲线进行预测。研究结果表明:①黄土持水曲线的过渡段由3段不同斜率的直线所构成,为双峰型持水曲线。红土持水曲线的过渡段由单一斜率线段构成,为单峰型持水曲线;②黄土的孔径分布曲线为双峰孔径结构,且大孔径集中分布的峰值大于小孔径集中分布的峰值。红土的孔径分布曲线为单峰孔径结构,且孔径在设备的可探测范围内均有一定量的分布;③利用孔径分布曲线预测的含水率与吸力关系与实测结果基本吻合,表明孔径分布曲线可较为有效预测土体的持水特性。