三轴加载条件下路基软土微观结构演化研究

文档摘要：为了从宏、微观角度研究受力全过程中土的微观结构演化及损伤机制,对武汉地区路基软土开展了一系列K0(静止土压力系数)固结不排水三轴剪切试验、扫描电子显微镜试验和压汞试验.基于分维理论和图像处理技术,对微观结构参数进行了分析.研究结果表明:武汉地区路基软土的孔隙具有多重分形特征,并据此确定微孔隙、小孔隙、中孔隙和大孔隙的孔径分界点分别为0.03、0.50和7.00μm.其中孔径为0.50～7.00μm的孔隙整体上具有更强的自相似性,将其定义为特征区间,该区间的表面分形维数随着应变的增加而减小.软土损伤在微观上表现为团聚体解体,并伴随着孔径分布与孔隙形态的演变,孔隙面积比与孔隙形状系数随着应变的增加分别非线性增大和非线性减小.微观结构演化全过程可分为结构微调、损伤发展和结构破坏3个阶段.提出的微观结构因子能够有效揭示软土宏观力学性质的变化.

Abstract：AseriesofK0(coefficientofearthpressureatrest)consolidatedundrainedtriaxialsheartests,scanningelectronmicroscope,andmercuryintrusiontestswereconductedonsubgradesoftsoilinWuhanregion.Itaimstostudythemicrostructuralevolutionanddamagemechanismduringtheloadingprocessfrommacroandmicroperspectives.Microstructureparameterswereanalyzedbasedonfractaltheoryandimageprocessingtechnology.Theresultsshowthatsoftsoilporeshavemultifractalcharacteristics,accordingtowhichtheporesizeboundarypointsofthemicro,small,mediumandlargeporesaredeterminedtobe0.03,0.50,and7.00μm,respectively.Poreswithdiametersfrom0.50to7.00μmexhibitstrongerself-similarityoverall.Therefore,0.50-7.00μmisdefinedasacharacteristicinterval,andthesurfacefractaldimensiondecreaseswithincreasingstraininthisinterval.Themicroscopicdamageofsoftsoilischaracterizedbyaggregatedisintegration,togetherwiththeevolutionofporesizedistributionandporemorphology.Withincreasingstrain,theporearearatioandshapefactormanifestnonlinearincreaseanddecrease,respectively.Themicrostructureevolutionprocesscanbedividedintothreephases:structuralfine-tuning,damagedevelopment,andstructuralfailure.Themicrostructurefactorproposedinthisstudycaneffectivelyrevealchangesinmacromechanicalpropertiesofsoftsoil.

作者：梁志鑫   孙红   牛富俊   唐雪明 Author：LIANGZhixin   SUNHong   NIUFujun   TANGXueming
作者单位：广州市中心区交通项目管理中心,广东广州510030;上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海200240华南理工大学广东省现代土木工程技术重点实验室,广东广州510641国家管网集团西南油气管道有限责任公司贵阳输油气分公司,贵州贵阳550081
刊名：交通科学与工程
Journal：JournalofTransportScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 40(3)
分类号：P642
关键词：路基软土  微观结构  损伤机制  三轴试验  压汞实验  分形维数  演化特征  
Keywords：subgradesoftsoil  microstructure  damagemechanism  triaxialtest  mercuryintrusiontest  fractaldimension  evolutioncharacteristic  
机标分类号：TU447P56U453.2
在线出版日期：2024年7月3日
基金项目：广东省现代土木工程技术重点实验室项目三轴加载条件下路基软土微观结构演化研究[
期刊论文]  交通科学与工程--2024, 40(3)梁志鑫  孙红  牛富俊  唐雪明为了从宏、微观角度研究受力全过程中土的微观结构演化及损伤机制,对武汉地区路基软土开展了一系列K0(静止土压力系数)固结不排水三轴剪切试验、扫描电子显微镜试验和压汞试验.基于分维理论和图像处理技术,对微观结构参数...参考文献和引证文献
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关键词：路基软土,微观结构,损伤机制,三轴试验,压汞实验,分形维数,演化特征,

2024-10-4 01:40 上传 三轴加载条件下路基软土微观结构演化研究.pdf

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