回弹再压缩条件下软黏土的宏微观结构特性

针对软黏土开展一系列回弹再压缩实验和扫描电镜实验,并在不同荷载下取样进行场发射扫描电镜实验,基于图像处理技术和灰色关联理论研究软黏土在压缩、回弹再压缩条件下的宏微观结构特性及其联系。结果表明,结构性对土体性质影响很大,荷载为50 kPa时,回弹再压缩后土体结构微调,颗粒轻微错动使得大裂隙破坏;荷载为100 kPa(先期固结压力)时,结构开始发生重组,颗粒接触面积率和孔隙形状分维数达到极小值,分别为65.72%和1.40,颗粒间接触大幅度弱化,产生更多孔径均匀形状规则的孔隙;荷载为200 kPa时,回弹再压缩后土体定向性明显增强,孔隙各向异性率增加了0.53。回弹再压缩会使软黏土宏微观参数之间关联可能性降低10%~30%。

固结条件下软黏土孔隙的演化特征分析

为探求软黏土固结时微观结构演化规律,对上海软黏土的原状土和重塑土进行固结-电镜试验,采用图像处理技术和分形理论研究孔隙比、孔隙尺度及孔隙度分维数的变化特征,为获得三维孔隙比提出一种确定图像二值化阈值的方法.结果表明,利用该法获得的三维孔隙比准确性较高;干密度影响孔隙的大小和形状,固结压力改变颗粒间的接触形式和分布;结构性的影响贯穿固结全过程,压密阶段孔隙度分维数和孔隙比快速下降,结构重组阶段孔隙度分维数开始增长,孔隙比下降速率放缓;新的平衡阶段孔隙度分维数逐渐降低,结构趋于密实,孔隙比轻微下降.