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黄土颗粒结构特征及其对剪切行为的影响*

2021-07-19苑伟娜邓龙胜李维婉周彦妍

工程地质学报 2021年3期

苑伟娜 范 文 邓龙胜 李维婉 周彦妍

(长安大学, 地质工程与测绘学院, 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室, 西安 710054, 中国)

0 引 言

土的结构是土颗粒或集合体在空间上的排列以及它们之间的联结,分为颗粒骨架、孔隙和联结3个方面的特征。黄土是典型的结构性土,微结构控制着黄土的物理力学性质,进而影响着工程土体的稳定性(彭建兵等, 2014; 邵生俊等, 2014; Ng et al.,2017; Luo et al.,2018)。研究黄土微结构及其对力学行为的影响是黄土力学的重要内容(谢定义, 2001)。

黄土微结构一直是国内外学者研究的热点问题之一,随着科学观测技术的不断提高,黄土微结构的研究成果在逐步深化。许多学者先后借助激光粒度仪、压汞仪、显微镜,扫描电镜等手段,对黄土的微结构进行了大量的研究工作,揭示了黄土的颗粒、孔隙和胶结特征(张宗祜, 1964; 高国瑞, 1980; Pye, 1995),实现了黄土的二维微结构定量化研究,也提出了“结构强度”、“综合结构势”等结构性表征参数(谢定义等, 1999)。近年来,一些学者开始采用计算机断层扫描(CT)技术开展黄土三维微结构相关的研究工作(蒲毅彬等, 2000; 朱元青等, 2009; Li Y R et al.,2018; Wei et al.,2019; Li P et al.,2020; Yu et al.,2020; Wei et al.,2020),取得了一系列成果,但黄土三维微结构量化及建模方面的研究工作仍在探索阶段。

国内外学者也关注到黄土微结构对其力学性质的影响并展开了相关研究。Matalucci et al. (1970)最早通过室内直剪和三轴试验研究了黄土颗粒排列对剪切强度的影响。一些学者通过对比分析原状黄土试样与重塑黄土试样剪切试验的结果来间接研究结构对黄土力学性质的影响及相应的机理(Wen et al.,2014;……

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