考虑裂隙面积率的裂隙性黏土优势流双域入渗规律研究

为模拟降雨条件下裂隙性黏土中的雨水入渗过程,基于双孔隙域入渗理论和Green-Ampt入渗模型,引入土体裂隙平面几何参数,提出考虑裂隙面积率的裂隙性黏土优势流双域入渗模型,探究降雨强度、土体裂隙面积率和裂隙域饱和渗透系数对土体基质域与裂隙域积水时间、入渗量和入渗深度的影响,揭示土体干缩开裂后的优势流入渗规律。结果表明:提出的考虑裂隙面积率的裂隙性黏土优势流双域入渗模型形式简单、计算方便、物理意义明确且较好地体现了土体裂隙对雨水入渗过程的影响;降雨强度增大,土体基质域与裂隙域两域积水时间缩短,入渗量和入渗深度增幅较小;土体裂隙面积率增大,土体基质域积水时间不变、裂隙域积水时间延长,且土体基质域与裂隙域的入渗量分别与土体裂隙面积率呈反比和正比;土体裂隙域饱和渗透系数增大对土体基质域入渗的影响较小,仅导致土体裂隙域积水时间延长,入渗量和入渗深度增大;土体裂隙域优势流最终入渗量和入渗深度对降雨强度变化的响应不敏感,主要受土体裂隙面积率和裂隙域饱和渗透系数的控制。

不同温度的干湿循环对膨胀土裂隙面积率的影响分析

对引江济淮试验工程场地的原状膨胀土进行不同温度的干湿循环作用下裂隙发展的室内试验研究.试验中采用不同温度下的烘干过程模拟不同脱湿速率下的脱湿过程,浸水吸湿是采用抽气饱和法.烘干过程中对土样进行拍摄,以记录该过程下的裂隙发展情况.对图像进行二值化处理以处理得到其裂隙面积率.结果表明,膨胀土裂隙面积率随着温度升高及干湿循环次数的增加呈现增大趋势,其中,低温情况下,膨胀土裂隙面积率随着干湿循环次数的增加,增大率较小,近似线性增大;高温时膨胀土裂隙面积率增大率略大,并在第3次干湿循环过程有显著增大的现象.

废弃轮胎胶粉改良膨胀土裂隙机理研究

为探究干湿循环作用下废弃轮胎胶粉改良膨胀土裂隙演化机理,根据无侧限抗压强度试验结果从20目(833μm)、60目(246μm)、100目(147μm)粒径中筛选出最优粒径,通过干湿循环试验和扫描电镜研究最优粒径下不同掺量(0、4%、8%、12%、16%)土体裂隙演化机理及微观结构。结果表明,改良土裂隙面积率均低于素土裂隙面积率,且裂隙面积率随干湿循环次数的递增呈先增后趋于平稳趋势,第5次干湿循环后,改良土裂隙面积率较素土依次降低40.03%、46.78%、56.75%、66.55%;同一干湿循环次数下,裂隙面积率随掺量增加而降低;裂隙面积愈合率随掺量增加而增大,粒径为20目且掺量为4%、8%、12%、16%的胶粉改良土较素土分别提升10.56%、14.57%、19.42%、44.85%。这是因为加入胶粉将松散单元汇聚一团,填充了土体孔隙,使得微观结构更致密,提高了土体持水性,使得土体结构更稳定,对土体的裂隙发育起到较好的抑制作用。

干湿循环下纤维改良膨胀土裂隙特性研究

为研究纤维对膨胀土裂隙的改良效果,对素膨胀土及加筋土开展干湿循环试验。通过矢量图技术对裂隙照片进行矢量化处理,探究膨胀土的裂隙发育规律及纤维长度(3 mm、6 mm、9 mm)和掺量(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)对裂隙面积率的影响。结果表明,膨胀土裂隙发育分为快速发展阶段、缓慢发展阶段和愈合阶段;当由含水率梯度引起的张拉应力大于土样自身抗拉应力时会出现裂隙,且随着干湿循环次数的增加,裂隙面积率持续增大,当抗拉应力大于张拉应力时裂隙将停止发育;当纤维长度一定时,对膨胀土裂隙改良效果最佳的纤维掺量为0.3%;掺入0.3%长度为3 mm、6 mm和9 mm纤维的膨胀土裂隙面积率比素膨胀土分别降低31.98%、48.12%和62.45%,即纤维掺量一定时,纤维长度越长,土体的裂隙面积率愈小。