基于CT扫描的渗流作用下碎石土孔隙结构变化规律研究

碎石土作为滑坡堆积层的主要组成物质,受动水因素影响,在渗流作用下内部渗透压力的变化导致土颗粒流失,造成细观结构和力学性质随之发生改变,从而影响滑坡整体稳定性。目前,渗流作用下不同渗透压力状态的孔隙结构变化规律研究较少。通过自主设计的渗流装置对碎石土试样开展室内渗流侵蚀试验,并利用CT扫描技术获取试样渗流侵蚀过程的内部孔隙图像数据。通过孔隙识别和参数提取,得到了不同渗流时刻试样内部孔隙率、等效直径等细观参数。构建孔隙网络模型,分析了渗流作用下连通孔隙的孔喉半径、喉道长度和配位数的变化规律。结果表明:水力梯度的逐步升高会改变碎石土内部孔隙分布,土颗粒的流失造成孔隙率增大,孔隙数量先增加后减少,孔隙体积增加;渗流作用下孔隙发生扩张和连通,孔隙之间连通性增强,平均孔喉半径和配位数均随着水力梯度的升高而增加。研究结果可以为碎石土滑坡的预防与治理提供一定的理论支撑。