水入渗作用下重塑黄土结构演变及灾变特征

摘要

为探究重塑黄土在水入渗下的结构和灾变特征,通过室内试验分析重塑黄土入渗前后的结构变化特征和入渗过程中的灾变效应.结果表明,入渗后的黄土颗粒等效直径的峰值频率点在10～30μm,渗透后的重塑黄土颗粒球度值明显变小,由入渗之前的集中在>0.8的区间扩展到0.6～1.0.饱和后和渗透过程中,重塑黄土的总孔隙度和孔隙连通性增加较为明显,入渗后黄土的三维总孔隙率增加27.51%,水分入渗仅造成大孔隙明显扩张.大孔隙快速发育导致孔隙面积比增至17.9%,表明大孔隙是孔隙结构发育和土体结构劣化的主要原因.渗透试验后重塑黄土比表面积<0.15的孔隙增至71.23%,表明试样由紧密压实状态向疏松软化状态发展.入渗后的重塑黄土孔喉比和配位数降低,表明水分在试样中形成了一定规模的流动性较好的大规模通道,土体中复杂孔隙结构规模减小,增加了黄土的优势渗流通道.水进入黄土导致的细颗粒迁移和结构破坏是其产生湿陷的原因,水入渗后会导致重塑黄土强度降低.

关键词

重塑黄土 / 微结构 / 水入渗 / 灾变 / 结构演变

基金资助

国家自然科学基金项目(42090053,41922054)