文档摘要：红黏土常作为我国南方地区铁路、公路等基础设施建设的路基填料,在压实过程中呈现出双峰孔隙结构特征,其对红黏土土水特性、路基强度和稳定性影响显著,导致压实性不良、水稳定性差等工程问题凸显.为此,以广西南宁―湛江高速公路红黏土为试验对象,采用静压法制备4种不同压实度的试样,并通过低场核磁共振技术、HYPROP水势仪和冷镜露点仪,分别测得不同压实度下广西红黏土的孔隙分布曲线和土水特征曲线,分析大小孔隙对赋存水状态的影响.基于相关试验结果,提出了界限孔径划分方法及孔隙水的赋存形式演化规律,从微细观角度揭示了压实红黏土持水机制,分别构建基于Dubinin-Astakhov吸附理论的小孔吸附方程和基于Kosugi模型的大孔毛细方程,最终建立全吸力范围内考虑双峰孔隙结构影响的SWCC模型.最后采用该模型对具有双孔结构的6种红黏土和2种其他类型土实测SWCC数据进行对比分析.研究结果表明,随着压实度的增加,土体双孔结构中大孔分布会有明显变化,大孔隙液态水占比下降,而小孔几乎不受影响,进而导致土水特征曲线形态在低吸力段出现差异.SWCC模型与试验数据吻合良好,且模型参数物理意义明确,能够普遍应用于双孔结构土体持水特性的描述,对路基水分迁移计算和变形预测具有指导意义.
Abstract：RedclayiscommonlyusedasroadbedfillmaterialforinfrastructureconstructionsuchasrailwaysandhighwaysinsouthernChina.Itexhibitsadistinctdouble-porestructureduringthecompactionprocessthatimpactssoil-watercharacteristics,roadbedstrength,andstability,resultinginengineeringproblemssuchaspoorcompactionandwaterstability.ThisstudyfocusedonredclaysoilsamplescollectedfromGuangxiNanning-Zhanjiangexpresswayandthenpreparedatfourcompactionlevelsusingstaticpressuremethod.Theporedistributionandsoil-watercharacteristicsatvariouscompactionlevelsweremeasuredusinglow-fieldnuclearmagneticresonance,HYPROP,andchilled-mirrordewpointtechniques.Theimpactoflargeandsmallporesonthestateofwaterstoragewasanalyzed.Basedontheexperimentalresults,aboundaryporesizedivisionmethodandtheoccurrenceformofporewaterwereproposed.Themicroscalewaterretentionmechanismofcompactedredclaywaselucidated.Furthermore,thestudyconstructedthesmallporeadsorptionequationbasedonDubinin-AstakhovadsorptiontheoryandthelargeporecapillaryequationbasedontheKosugimodel.Ultimately,abimodalSWCCmodelwasestablishedtodescribewaterretentionfortheentiresuctionrangeinsoilwithadouble-porestructure,andthemodelwasvalidatedusingexperimentaldatafromsixtypesofredclayandtwoothersoiltypesfoundintheliterature,demonstratingstrongagreementandwideapplicability.Theresultsshowthatincreasedcompactionsignificantlyaltersthedistributionoflargeporesinthedouble-porestructureanddecreasestheproportionofliquidwaterinlargepores,whilesmallporesaremostlyunaffected,resultinginvariationsinthelowsuctionrangeofthesoil-watercharacteristiccurve.TheSWCCmodelwithdefinitephysicalmeaningparametersprovidesvaluableguidanceforroadbedwatermigrationcalculationanddeformationprediction.
作者：冯学茂 谢治 陈成华 滕继东 徐光黎 魏海峰 耿成宝 Author：FENGXuemao XIEZhi CHENChenghua TENGJidong XUGuangli WEIHaifeng GENGChengbao
作者单位：中南大学土木工程学院,湖南长沙410075广西路建工程集团有限公司,广西南宁530001中国地质大学(武汉),湖北武汉430074中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心,黑龙江哈尔滨150081
刊名：铁道科学与工程学报 ISTICPKU
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 21(6)
分类号：TU43
关键词：非饱和红黏土 双孔结构 孔隙分布曲线 土水特征曲线
Keywords：unsaturatedredclay double-porestructure poredistributioncurve soilwatercharacteristiccurve
机标分类号：TU43U416.1P642.13+1
在线出版日期：2024年7月16日
基金项目：国家自然科学基金，湖南省杰出青年基金资助项目，湖南省湖湘青年英才项目，东北边境穆棱—兴凯湖地区综合地质调查项目，中国中铁股份公司科技研究开发计划考虑双孔结构影响的压实红黏土持水特性及数学模型研究[
期刊论文] 铁道科学与工程学报--2024, 21(6)冯学茂 谢治 陈成华 滕继东 徐光黎 魏海峰 耿成宝红黏土常作为我国南方地区铁路、公路等基础设施建设的路基填料,在压实过程中呈现出双峰孔隙结构特征,其对红黏土土水特性、路基强度和稳定性影响显著,导致压实性不良、水稳定性差等工程问题凸显.为此,以广西南宁―湛江高速...参考文献和引证文献
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关键词：非饱和红黏土,双孔结构,孔隙分布曲线,土水特征曲线,
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