邢衡高速軟弱土微觀結(jié)構(gòu)特征研究.pdf

1、對于穿越古湖泊濕地地區(qū)的邢衡高速公路，沿線廣泛分布著軟弱土，該地區(qū)受地形地勢和氣候降水等自然因素的影響，具有區(qū)別于東部沿海平原地區(qū)軟土的特點(diǎn)。大量的研究和實(shí)踐證明，土體的工程性質(zhì)除了與其物質(zhì)成分、顆粒分布等密切相關(guān)外，其微觀結(jié)構(gòu)因素如顆粒形狀、分布、排列和連結(jié)方式、孔隙尺度及孔隙率等也起到支配和控制作用，軟土微結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和隨機(jī)性導(dǎo)致其宏觀上力學(xué)性質(zhì)的復(fù)雜性和隨機(jī)性。本文通過試驗(yàn)，利用掃描電子顯微鏡和分形理論研究了土體不同應(yīng)力狀態(tài)下的微

2、觀結(jié)構(gòu)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過對邢衡高速沿線軟弱土原狀土進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn)以及X射線衍射試驗(yàn),得出邢衡高速軟弱土的基本物理力學(xué)性質(zhì)、礦物成分組成以及顆粒組成。采用電鏡掃描（SEM)測試技術(shù)，對邢衡高速沿線內(nèi)在不同應(yīng)力路徑下的軟弱土原狀土樣的水平截面和垂直截面微觀結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了觀測，分析不同應(yīng)力下土樣的微觀結(jié)構(gòu)特征。⑵土體微觀結(jié)構(gòu)的參量提取與定量分析。利用土體微觀結(jié)構(gòu)圖像數(shù)據(jù)提取出表達(dá)土體微觀結(jié)構(gòu)特征的參數(shù)，如顆粒等效粒徑、

3、數(shù)量、圓度等，分析了不同應(yīng)力狀態(tài)下土樣水平截面與垂直截面的微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)，揭示了不同應(yīng)力狀態(tài)下的軟弱土各自微結(jié)構(gòu)參數(shù)隨壓力的變化規(guī)律，從而闡述土體發(fā)生宏觀變形的微觀機(jī)制。⑶基于分形理論適合于研究復(fù)雜不規(guī)則圖形的特點(diǎn)，本文運(yùn)用分形理論對土體的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入分析。同時(shí)，針對本次研究內(nèi)容的特點(diǎn)，定義了研究土體中孔隙和顆粒分布狀況的平面分形維數(shù)。利用MATLAB語言編寫程序，對土體微觀結(jié)構(gòu)圖片進(jìn)行了平面分維計(jì)算，分析不同應(yīng)力狀態(tài)下試驗(yàn)后土體微