湖南邵阳地区高液限红黏土干缩裂隙演化过程的量化分析
2021-12-29陈爱军陈俊桦
农业工程学报 2021年20期
陈爱军,陈俊桦,程 峰,吴 迪
湖南邵阳地区高液限红黏土干缩裂隙演化过程的量化分析
陈爱军,陈俊桦,程 峰,吴 迪
(桂林电子科技大学建筑与交通工程学院,桂林 541004)
红黏土对环境湿度变化非常敏感,在干燥环境中极易开裂,纵横交错的裂缝网络损害了土壤结构的完整性,很容易诱发红黏土边坡失稳和崩塌,导致农田水利设施的破坏,甚至加剧整个生态环境的水旱灾害。为探究红黏土裂隙的演化规律,该研究采用自制试验装置和三维应变测量系统开展了自然湿热条件下的红黏土泥浆样干燥试验,通过采集土体水分和土表位移、应变和裂隙的变化,定量分析脱湿过程中土体表面裂隙形态和应变场的演变特征,并进一步探讨水分变化对裂隙形态和应变场的影响。结果表明:1)土样表面干缩裂隙的演化一共经历了6个阶段,后阶段裂隙分割前阶段裂隙围成的区域,且不同阶段裂隙的交叉角接近90º;2)裂隙产生初始,裂隙尖端处拉应变约为0.5%,土表面大部分区域处于受拉状态;随着裂隙进一步发展,裂隙周边土体逐渐由拉应变状态向压应变状态转变;当所有裂隙发育完成,裂隙周边土体处于压应变状态;3)裂隙演化阶段与界限含水率有关,当泥浆土样的含水率接近液限时(67.7%),土体表面裂隙开始发育,裂隙迅速张开和延伸;当土的含水率达到塑限时(28.3%),裂隙发展的速率逐渐变缓;当含水率小于缩限时(18.8%),裂隙变化已经很小,裂隙发育接近完成;……
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