吉林大学学报(地球科学版) ›› 2017, Vol. 47 ›› Issue (3): 839-847.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.201703204
张泽1, 周泓2,3, 秦琦3,4, 邴慧1, 武俊杰1, 周攀峰5
Zhang Ze1, Zhou Hong2,3, Qin Qi3,4, Bing Hui1, Wu Junjie1, Zhou Panfeng5
摘要: 为得到冻融循环后黄土孔隙分布的变化规律,以重塑黄土为研究对象,采用压汞法对历经不同冻融循环次数后黄土的孔隙特征进行研究。试验结果表明:冻融作用使土样内部颗粒发生重新排列连结,孔隙结构发生改变,孔隙分布逐步向小孔隙数量减少、大孔隙数量增多方向推进;冻融前10次过程中,孔隙分布变化不稳定,但随着冻融循环次数增加,趋势逐渐明朗,表现为0.01~0.10 μm范围内的超微孔隙数量减少,而5.00~10.00 μm范围内的细微孔隙数量增多;孔隙率也随冻融次数增加先增大,在冻融第8次时达到最大,其后减小,50次后逐渐趋于稳定。根据试验结果,结合孔隙分形进行分析,认为孔隙结构在冻融循环作用下,不均匀性及复杂程度降低。
中图分类号:
| [1] 方丽莉, 齐吉琳, 马巍. 冻融作用对土结构性的影响及其导致的强度变化[J]. 冰川冻土, 2012, 34(2): 435-440. Fang Lili, Qi Jilin, Ma Wei. Freeze-Thaw Induced Changes in Soil Structure and Its Relationship with Variations in Strength[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2012, 34(2): 435-440. [2] 张英, 邴慧. 基于压汞法的冻融循环对土体孔隙特征影响的试验研究[J]. 冰川冻土, 2015, 37(1): 169-174. Zhang Ying, Bing Hui. Experimental Study of the Effect of Freezing-Thawing Cycles on Porosity Characters of Silty Clay by Using Mercury Intrusion Porosimetry[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2015, 37(1): 169-174. [3] 郑飞. 不同压实度黏性土微细观孔隙结构研究及分形表征[D]. 武汉: 湖北工业大学, 2014. Zheng Fei. Different Clayed Soil Compaction Degree Concept of Micro Pore Structure Research and Fractal Characterization[D]. Wuhan: Hubei University of Technology, 2014. [4] 高国瑞. 黄土显微结构分类与湿陷性[J]. 中国科学:A辑, 1980, 10 (12): 1203-1208. Gao Guorui. Classification of Loess Microstructure and Its Collapsibility[J]. Science in China:Series A, 1980, 10(12): 1203-1208. [5] Lapierre C, Leroueil S, Locat J. Mercury Intrusion and Permeability of Louiseville Clay[J]. Canadian Geotechnical Journal,2000, 27(6): 761-773. [6] 赵天宇, 张虎元, 严耿升, 等. 河西寒旱区盐渍土地层温湿度变化模式[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(5): 1466-1474. Zhao Tianyu, Zhang Huyuan, Yan Gengsheng, et al.Variation Pattern of Temperature and Humidity for Saline Soil in Cold and Arid Regions of Hexi Corridor[J]. Journal of Jilin University (Earth Science Edition), 2016, 46 (5) : 1466-1474. [7] 马骏骅, 马可, 徐贵娃. 冻融循环作用下黄土状土孔隙分布分形几何研究[J]. 煤炭工程, 2012(增刊2): 129-133. Ma Junhua, Ma Ke, Xu Guiwa. Study of Pore Distribution and Fractal Geometry of Loess Soil Under Freeze-Thaw Cycles[J]. Coal Engineering, 2012(Sup.2): 129-133. [8] 倪万魁, 师华强. 冻融循环作用对黄土微结构和强度的影响[J]. 冰川冻土, 2014, 36(4): 922-927. Ni Wankui, Shi Huaqiang. Influence of Freezing-Thawing Cycles on Micro-Structure and Shear Strength of Loess[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2014, 36(4): 922-927. [9] 肖东辉, 冯文杰, 张泽. 冻融循环作用下黄土孔隙率变化规律[J]. 冰川冻土, 2014, 36(4): 907-912. Xiao Donghui, Feng Wenjie, Zhang Ze. The Changing Rule of Loess's Porosity Under Freezing-Thawing Cycles[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2014, 36(4): 907-912. [10] 张平. 软土孔隙特征及其固结过程中变化的研究[D]. 广州: 华南理工大学, 2011. Zhang Ping. Study on Pore Characteristic of Soft Soil and the Change of Pore Characteristic Between Consolidation Process[D]. Guangzhou: South China University of Technology, 2011. [11] 蒋明镜, 胡海军, 彭建兵, 等. 应力路径试验前后黄土孔隙变化及与力学特性的联系[J]. 岩土工程学报, 34(8): 1369-1377. Jiang Mingjing, Hu Haijun, Peng Jianbing, et al. Pore Changes of Loess Before and After Stress Path Tests and Their Links with Mechanical Behaviors[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2012, 34(8): 1369-1377. [12] 上官禾林. 基于压汞法的油页岩孔隙特征的研究[D]. 太原: 太原理工大学, 2014. Shangguan Helin. Research on Oil Shale Pore Characteristics Based on Mercury Intrusion Method[D]. Taiyuan: Taiyuan University of Technology,2014. [13] 江福河. 压汞法对不同深度软土固结的微观孔隙特征研究[J]. 科学技术与工程, 2011, 11(31): 7701-7706. Jiang Fuhe. The Study of Micro Pore Characteristics on Different Depth Soft Soil Consolidation by Mercury Intrusion Porosimetry[J]. Science Technology and Engineering, 2011,11(31): 7701-7706. [14] 庄心善, 张立波, 陶高梁, 等. 压汞试验技术研究黏性土微观孔隙分布特性[J]. 湖北工业大学学报, 2013, 28(1): 22-24. Zhuang Xinshan, Zhang Libo, Tao Gaoliang, et al. Experiment Study on Microscopic Pore Distribution Characteristics of Clays Based on the Mercury Intrusion Technology[J]. Journal of Hubei University of Technology, 2013, 28(1): 22-24. [15] 刘松玉, 张继文. 土中孔隙分布的分形特征[J].东南大学学报, 1997, 27(3): 127-130. Liu Songyu, Zhang Jiwen. Fractal Approach to Measuring Soil Porosity[J]. Journal of Southeast University, 1997, 27(3): 127-130. [16] 陶高梁. 岩土多孔介质孔隙结构的分形研究及其应用[D].武汉: 武汉理工大学, 2010. Tao Gaoliang. Fractal Approach on Pore Structure of Rock and Soil Porous Media and Its Applications[D]. Wuhan: Wuhan University of Technology, 2010. [17] Sasanian S,Newson T A. Use of Mercury Intrusion Porosimetry for Microstructural Investigation of Reconstituted Clays at High Water Contents[J]. Engineering Geology, 2013, 158: 15-22. [18] 唐明, 王甲春, 李连君. 压汞测孔评价混凝土材料孔隙分形特征的研究[J]. 沈阳建筑工程学院学报(自然科学版), 2001, 17(4): 272-275. Tang Ming, Wang Jiachun, Li Lianjun. Research on Fractal Characteristics of Concrete Materials Pore with MIP[J]. Journal of Shenyang Architectural and Civil Engineering University (Nature Science), 2001, 17(4): 272-275. |
| [1] | 左志强, 李政男, 刘佳诺, 李明俐, 郑海君. 冻融循环下青藏高原冰碛土强度劣化特性与微观机制[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(2): 611-624. |
| [2] | 王伯昕, 王天略, 王清, 陈慧娥. 冻土-结构界面剪切性能研究进展综述[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(6): 1923-1944. |
| [3] | 王伯昕, 高银龙, 王清, 刘佳奇. 冻融循环对季冻土区粉质黏土-混凝土界面剪切性能的影响[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(5): 1592-1603. |
| [4] | 刘鑫, 覃泽华, 汪潇杰, 兰恒星, . 循环荷载下饱和黄土的剪切特性与破坏模式[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(5): 1604-1614. |
| [5] | 苑晓青, 吴泽炬, 王清, 陈慧娥, 林森, 牛岑岑, 徐鑫. 冻融循环对钙剂改良土体分散性效果的影响[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(6): 1812-1825. |
| [6] | 刘鑫, 苗雪青, 黄良, 魏骁. 5种排水条件下饱和重塑黄土三轴剪切特性 [J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(5): 1499-1509. |
| [7] | 赵越, 李磊, 闫晗, 肖万山, 苏艳军. 水化-冻融耦合作用下大理岩单轴蠕变力学特性[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(4): 1195-1203. |
| [8] | 陈剑平, 李兴华, 王 清, 韩 岩, 刘 经, 韩梦霞. 乾安碳酸型盐渍土的孔隙特征[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(2): 491-. |
| [9] | 王磊, 李荣建, 杨正午, 刘军定, 白维仕. 强降雨作用下黄土陡坡开裂特性测试[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(5): 1338-1346. |
| [10] | 张琦, 杨忠年, 时伟, 凌贤长, 涂志斌. 冻融循环下初始含水率对非饱和膨胀土剪切特性试验[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(5): 1544-1550. |
| [11] | 吕建航, 杨忠年, 时伟, 李国玉, 凌贤长, 张莹莹. 冻融循环下加筋膨胀土边坡稳定性模型试验[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(5): 1587-1596. |
| [12] | 徐新木, 张耀平, 付玉华, 雷大星, 邹雄刚. 冻融循环下含节理类岩石试样剪切破坏特性[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(2): 483-494. |
| [13] | 洪勃, 李喜安, 王力, 李林翠. 延安Q3原状黄土渗透各向异性及微结构分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2019, 49(5): 1389-1397. |
| [14] | 洪勇, 周蓉, 郑孝玉, 凌贤长. 不同排水条件下砂-黄土界面的剪切力学特性[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2019, 49(4): 1073-1081. |
| [15] | 李林翠, 李喜安, 洪勃, 王力. 不同埋深马兰黄土孔隙结构试验[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2019, 49(2): 493-503. |
|