冻融循环条件下伊犁黄土渗透特性研究

2025-07-22 20 1.85M 0

  摘要:冻融作用诱发的黄土滑坡的核心机制在于冻融过程改变土体结构与渗透特性。本文以伊犁黄土为研究对象,通过室内三轴渗透试验与扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)分析,系统研究了不同含水率(7%、14%、21%、28%)及不同冻融循环次数(0~40次)对伊犁黄土渗透特性的影响。结果表明:冻融循环作用下,低含水率(7%、14%)试样渗透系数呈现“下降—上升”趋势,在冻融5次时达到最低;高含水率(21%、28%)试样则呈现“上升—下降—再上升”三阶段波动,20次循环后趋于稳定。冻融作用通过三阶段破坏链改变土体结构:冻结致孔—裂纹网络化—通道贯通形成优势渗流路径。孔隙率与渗透系数变化同步,变化规律整体呈现 “稳定—不稳定—稳定”,低含水率组(7%、14%)孔隙率在冻融循环5次时最低分别为42.3%和30.5%;高含水率组(21%、28%)孔隙率在冻融3次时达到峰值,分别为39.6%和41.9%,20次循环后均趋于稳定。SEM显示未冻融土颗粒轮廓清晰,土骨架联结紧密,冻融3次后颗粒破碎并产生边缘毛刺,不均匀迹象明显,冻融20次之后结构松散但轮廓复现清晰。研究表明,含水率通过调控冰晶分布影响孔隙重组,而冻融循环次数导致结构损伤累积,二者协同导致渗透特性非线性演变。研究结果可为冻融型黄土滑坡渗流场演化模拟与灾害预警提供理论支撑。

  文章目录

  1研究区概括

  2试验方案

  2.1试样制备

  2.2冻融循环试验

  2.3三轴渗透试验

  2.4扫描电镜试验

  3试验结果

  3.1渗透特性变化结果

  3.2 冻融后黄土试样的表面特征变化结果

  3.3孔隙率变化特性结果

  3.4扫描电镜微观结果

  4分析与讨论

  4.1冻融循环对渗透特性的影响

  4.2冻融循环对试样表面特征的影响

  4.3冻融循环对孔隙率变化影响分析

  4.4冻融循环对微观结构影响分析

  5结论



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