裂隙膨胀土渗流研究进展

膨胀土在反复干湿循环中,吸水膨胀失水收缩,先出现主裂隙逐步发展更多的次裂隙,最后把土体分割成碎块。蒸发速度、含水率梯度、试样的水分蒸发量等是影响裂隙发育的主要因素。采用拍照法可得到二维平面上裂隙情况,通过处理图像和三维建模可得到空间裂隙情况。介绍了几种裂隙渗流模型的研究现状,分析了各自的优缺点,等效连续介质渗流模型应用最为广泛。裂隙的存在为渗流提供了通道,膨胀土渗流应考虑裂隙的影响。     

压实膨胀土表面裂隙规律试验研究

以南阳地区膨胀土为研究对象,通过室内试验模拟不同压实度工况条件,将制备处理好的饱和土样试件放置于设定温度的烘箱,使用数码摄影设备记录土样表面状态。获得膨胀土裂隙图像后运用MATLAB软件图像数字化处理方法分析研究膨胀土表面裂隙的裂隙率、宽度、长度。将记录的数据录入到EXCEL表格中,经过处理后获得裂隙的裂隙率、宽度、长度定量化特征图,分析得到膨胀土表面裂隙演化规律,得出一些有益的结论。     

环境湿度与温度对压实膨胀土裂隙发育影响试验研究

裂隙是影响膨胀土工程性质的重要因素。以南阳某高速公路膨胀土为对象,采用大尺寸压实膨胀土试样进行不同环境湿度与温度下的裂隙发育试验,通过数码相机摄影并基于自编程序进行土样表面图像的定量化分析,获得裂隙率、均宽及总长等典型特征参数,进而探讨环境湿度与温度对膨胀土裂隙发育规律的影响。结果表明:大尺寸土样裂隙发育特征相较环刀样和薄层饱和泥浆样更接近路基与边坡等工程实际;环境湿度越高,初期裂隙发展越慢,发育持续时间越长,后期裂隙特征统计参数反而越大;环境温度越高,初期裂隙发展越快,但裂隙回缩稳定速度也越快,后期裂隙特征统计参数反而越小;低湿度或高温度使土样表面易于产生更多肉眼不可见的微裂隙,是裂隙特征统计参数与理论分析相比偏小的重要原因,而高湿度与低温度则有利于收缩应力向深层土体传递,促使裂隙偏向数量更少但更宽和更深方向发展。     

MATLAB在处理膨胀土数字图像中的应用

膨胀土的力学性状和它的裂隙率有很大的关系,而其裂隙率大致等于其平面图像中的裂隙率,利用MAT-LAB编程对膨胀土的数字图像进行处理、统计、计算,得出膨胀土的裂隙率和分形维数,为对膨胀土裂隙进行定量化分析提供了一种快捷方法。     

环境湿度与温度对压实膨胀土裂隙发育影响试验研究

裂隙是影响膨胀土工程性质的重要因素。以南阳某高速公路膨胀土为对象,采用大尺寸压实膨胀土试样进行不同环境湿度与温度下的裂隙发育试验,通过数码相机摄影并基于自编程序进行土样表面图像的定量化分析,获得裂隙率、均宽及总长等典型特征参数,进而探讨环境湿度与温度对膨胀土裂隙发育规律的影响。结果表明:大尺寸土样裂隙发育特征相较环刀样和薄层饱和泥浆样更接近路基与边坡等工程实际;环境湿度越高,初期裂隙发展越慢,发育持续时间越长,后期裂隙特征统计参数反而越大;环境温度越高,初期裂隙发展越快,但裂隙回缩稳定速度也越快,后期裂隙特征统计参数反而越小;低湿度或高温度使土样表面易于产生更多肉眼不可见的微裂隙,是裂隙特征统计参数与理论分析相比偏小的重要原因,而高湿度与低温度则有利于收缩应力向深层土体传递,促使裂隙偏向数量更少但更宽和更深方向发展。     

昆明新机场土洞形成机理及发育规律研究

文章从土洞的形成条件和影响因素等方面分析研究了昆明新机场土洞的形成机理,认为由于土层中裂隙发育,大气降水渗入土层后产生超静孔隙水压力和动水压力,在两个作用力共同作用下,土洞形成、发展扩大。并分析了土洞的发育规律,认为土洞的发育受控于岩溶的发育特征和土层中裂隙发育程度。     

湿干循环下压实膨胀土裂隙扩展规律研究

裂隙特征作为膨胀土裂隙性研究的基础,其定量化描述有助于膨胀土工程性质的深入探究。以膨胀土平面裂隙为研究对象,使用数码摄影获取多次湿干循环下的裂隙扩展图像,采用优化和改进的裂隙图像处理及裂隙特征提取方法,分析所获得的膨胀土裂隙各特征参数。结果表明：室内压实膨胀土表面裂隙率随着湿干循环次数增加而增大,且第二次湿干循环对裂隙率影响最为显著;裂隙发育峰值条数在第一次湿干循环后最多,总长度最大,而三次湿干循环后的裂隙条数和总长度较为相近;裂隙宽度随湿干循环次数增加而增大,且第二次湿干循环影响最为显著;同时,第一次湿干循环中主裂隙发育最明显,在第二次和第三次中宽度发育趋于均匀;通过裂隙方向玫瑰花图发现,裂隙主要沿着初始方向扩展,直至下一次湿干循环;裂隙发育方向在第一次湿干循环中是随机的,而在第二次与第三次中有较高相似性,表明湿干循环对裂隙发育方向的影响也主要发生在第二次。     

论裂隙对膨胀土边坡稳定的影响

人们早就知道膨胀土具有多裂隙的特点,也知道它影响边坡的稳定;但怎样影响,严重程度如何,并未清楚认识,在膨胀土边坡设计施工的各环节中并没有充分考虑裂隙影响,以致膨胀土边坡失稳事故仍时有发生。对此作深入研究实有必要。笔者曾发表裂隙开展对强度指标影响的试验成果,提出考虑裂隙影响的边坡稳定分析方法和用土工膜限制裂隙发展的加固方法。在此基础上,本文进一步论述了膨胀土裂隙的产生机理与发展过程,结合膨胀土边坡失稳实例探讨了裂隙所起作用,解释了裂隙开展与膨胀土边坡失稳特征的联系,论述了换土加固方法之所以有效主要在于它限制裂隙开展等。上述各点,从不同的角度论证了多裂隙性是膨胀土边坡易于失稳的关键,是其不同于其它黏性土坡的根本;提出要在膨胀土边坡的分析、计算、施工和处理等各环节都考虑裂隙影响,形成系统理论。     

干湿循环下干密度对膨胀土裂隙发展及强度影响探究

膨胀土的湿胀干缩的裂隙性是工程建设中经常遇到的问题,对不同初始状态下的重塑膨胀土进行室内模拟自然条件下的干湿循环,对不同初始状态下产生的裂隙通过数字图像技术进行处理,提取出裂隙率,裂隙总长度,平均宽度,对裂隙特征进行定量描述,分析不同初始状态下膨胀土干湿循环过程中裂隙的发展规律。对各组循环后试样进行直剪实验,探究膨胀土强度指标变化规律。结果表明:膨胀土的初始含水率和初始干密度是影响裂隙发展的重要因素。初始干密度大的试样首先出现裂缝,干密度越大,循环结束后的裂隙率也越大。干湿循环和干密度对强度指标有不同程度的影响,干湿循环对内摩擦角影响不大,粘聚力随干湿循环次数增加而减小。     

原状膨胀土干湿循环下裂隙发展规律试验研究

裂隙性是膨胀土的重要特征之一,裂隙结构的变化影响膨胀土体的强度和渗透性能。研究膨胀土内部裂隙的发育,对分析因降雨形成的膨胀土浅层滑坡等灾害具有重要意义。文章在膨胀土裂隙既有研究的基础上,取成都龙泉地区尺寸为20 cm×20 cm×20 cm的弱膨胀土原状样,在干湿循环过程中,通过摄影测量的方法获取试样的表面裂隙变化信息,通过CT扫描技术获取试样内部裂隙图像,并利用Matlab、AutoCAD等软件对数字图像进行处理,研究原状膨胀土表面和内部裂隙的发生发展规律。研究结果表明,(1)随着干湿循环次数的增多,试样表面裂隙度逐渐增加并趋于稳定。(2)裂隙度随着深度的增加逐渐减小并趋于稳定。(3)经7次干湿循环,试样面裂隙度为5.11%,体裂隙度为3.47%,体裂隙度约为面裂隙度的0.68。