干缩裂隙的主要研究方法
浅谈混凝土表面干缩裂缝
气温剧 变两 方面考虑 。具体 办 法有 ：
化也 很 慢 ，但 表 面 湿度 变化 较 大而 剧 烈。 这主 要 是 因为 养 护不 到位 、时 干时 湿 ，表 面 干缩 变形 受
９ ２
（） １ 改善骨料级配。严禁使用单粒级配，采用 ２种甚至 ３种粒径段 的集料 （ 碎石 ） ，进行科学合
素 ，掺 加 减 水 剂 的 混凝 土 在 保 持 强度 不 变 的情 况
下 ，可减 少 １ ％左 右 的水泥 用 量。 ５ （） 加 减水 剂 还 可 以改善 水 泥 浆 的稠 度 ，减 ４掺 少混凝 土 的泌水 ，从 而减 少混凝 土 的沉缩 变 形。
（） ５ 由于 减 少 了用水 量 ，因此减 少 了水 分 蒸发
性 和 不均 匀 性 ；结 构 不合理 ；碱 骨料 反 应 ；模 板 变形 ；基础 不均匀沉 降 ：拆模 过早 ：结构性破 坏 ；
临 时 放 置位 置 不 当 （ 如箱 梁、 空 心梁 板 的支 座 不
在 永久支座 处 ） ：施加 预应 力时 混凝 土强 度不足 。
水灰比的不稳定性。 运输和浇筑过程的离析现象 ，
经 验 交 流
浅谈 混凝土表 面干缩裂缝
李 求军 （ 州 市新联 建筑工 程有 限公司 ，浙江嵊 州 ３ ０ ） 嵊 １４ ０ ２
摘 要 ：结合本人 的多年 实践 ， 针对混凝土表 面出现的干缩裂缝 ， 通过力学原理分析形成的原 因， 有针 对性地从 多层面、 多角度研 究防治的方法。通过理论和 实践的有机 结合 ，探求解决问题 的方法。 关键 词 ：混凝土 ：干缩裂缝 ；防治办法 中图分类号 ：Ｔ ５ ． ｕ７ ５ ７文献标识码 ：Ｂ文章编号 ：１０ － ９ ５（ ０ ０ ４ ０ ９ － ２ ０３ ８６ ２ １ ）０ — ０２ ０
国内外混凝土的收缩性能试验研究方法
国内外混凝土的收缩性能试验研究方法摘要：着重对国内外获得普遍认同的混凝土各种收缩性变形的机理及试验研究方法进行了总结和综述，对解决混凝土的收缩裂缝具有重要的意义。
关键词：化学收缩，干燥收缩，自收缩，温度收缩引言近年来混凝土技术有了突飞猛进的发展，然而混凝土的收缩裂缝仍然是一个普遍性的难题。
如何精确测得收缩及如何测得收缩机理成为解决收缩引起裂缝的关键所在。
混凝土的收缩是指混凝土中所含水分的变化、化学反应及温度变化等因素引起的体积缩小，均称为混凝土的收缩。
混凝土的收缩主要包括：化学收缩、干燥收缩、自收缩、温度收缩、碳化收缩及塑性收缩等。
每种收缩都是由不同原因引起的，也各有不同的特点，每种收缩的试验研究方法也各有不同。
国内外的水泥和混凝土学者都非常重视混凝土收缩性能的研究。
现就各收缩形式的不同试验研究方法综述如下。
1 试验设计1. 1 混凝土化学收缩的研究方法化学收缩即水化收缩。
所有的胶凝材料水化以后都存在这种减缩作用，这是由水化反应前后的平均密度不同造成的。
水泥水化反应的主要产物是水化硅酸钙凝胶，其体积小于水泥与水的体积之和，即固相体积增加，但水泥、水体系的绝对体积减小。
大部分硅酸盐水泥浆完全水化后，理论上的体积减缩7 %～9 %。
重庆建筑大学的严吴南教授等沿用了英国Gessner 的方法研究了不同品种水泥及不同硅灰取代量的水泥净浆的化学减缩。
具体方法为：将100 g 水泥和33 g 水混合均匀，装入长颈瓶中摇匀，赶走全部气泡后立刻加盖密封（目的是防止水分蒸发），把此瓶置于恒温恒湿的观察室中，记录长颈瓶中的液面高度作为原始体积，以后按不同水化龄期读取液面高度。
计算各龄期的体积减小值，用来表征该水泥的化学收缩。
1. 2 干燥收缩的试验研究方法干燥收缩指的是混凝土停止养护后，在不饱和的空气中失去内部毛细孔水，凝胶孔水及吸附水而发生的不可逆收缩，它不同于干湿交替引起的可逆收缩，随着相对湿度的降低，水泥浆体的干缩增大，且不同层次的水对干缩的影响大小也不同。
混凝土干缩试验方法
混凝土干缩试验方法一、简介混凝土干缩是指混凝土在干燥过程中由于水分的流失而发生的缩小过程。
混凝土干缩是混凝土耐久性的重要指标之一，也是衡量混凝土品质的重要指标之一。
本文将介绍混凝土干缩试验的方法。
二、试验设备1.长度计：测量混凝土试件的长度变化。
2.电子天平：称取混凝土试件的质量。
3.恒温恒湿箱：提供恒定的温度和湿度条件。
4.混凝土试件模具：用于制备混凝土试件。
5.压力机：用于制备混凝土试件。
三、试验步骤1.制备混凝土试件：根据需要制备不同尺寸的混凝土试件，试件的尺寸应符合相关标准。
2.混凝土试件养护：将混凝土试件放入恒温恒湿箱中，保持温度在20℃±2℃，湿度在60%±5%的条件下养护28天。
3.称取混凝土试件质量：使用电子天平称取混凝土试件的质量，并记录下来。
4.测量混凝土试件长度：使用长度计测量混凝土试件的长度，并记录下来。
5.记录试验数据：在试验过程中，应及时记录试验数据，包括试件的长度和质量。
6.放置试件：将试件放在恒温恒湿箱中，保持温度在20℃±2℃，湿度在60%±5%的条件下放置28天。
7.再次测量混凝土试件长度：在试验结束后，使用长度计再次测量混凝土试件的长度，并记录下来。
8.计算干缩率：根据测量数据，计算干缩率。
干缩率的计算公式如下：干缩率=(L2-L1)/L1×100%其中，L1为试验前混凝土试件的长度，L2为试验后混凝土试件的长度。
四、注意事项1.混凝土试件制备应符合相关标准，试件尺寸应符合设计要求。
2.混凝土试件养护应符合相关标准，保持温度和湿度恒定。
3.在试验过程中，应及时记录试验数据，保证数据的准确性。
4.使用试验设备时，应注意安全，避免发生意外事故。
五、总结混凝土干缩试验是衡量混凝土耐久性的重要指标之一，也是衡量混凝土品质的重要指标之一。
正确进行混凝土干缩试验可以为混凝土的设计和施工提供重要的参考依据。
在进行试验时，应注意试验设备的选择和试验步骤的正确执行，保证试验数据的准确性和可靠性。
土体干缩裂缝形成机理探讨
土体干缩裂缝形成机理探讨孟明1，2，3*，冯丹1（1.黄河勘测规划设计研究院有限公司，郑州450003；2.水利部黄河流域水治理与水安全重点实验室（筹），郑州450003；3.河南省城市水资源环境工程技术研究中心，郑州450003）摘要：土体在缺水环境下，随着土体内的水分完全蒸发散失，会产生收缩、裂缝，这是一种常见的自然现象。
但这种现象对于河湖边坡工程安全和生态环境治理有着重大不利影响，深入开展对土体干缩裂缝的研究将对生态环境和工程建设有较高的实用价值。
本文从土体干燥收缩及裂缝产生相关影响因素及力学机理方面对土体干缩、裂缝发展过程进行探讨。
关键词：土体；干缩裂缝；力学机理；形态特征；影响因素中图分类号：X43文献标志码：A文章编号：2096-2347（2023）03-0107-06收稿日期：2022-09-05作者简介：孟明，工程师，硕士，主要从事河湖生态综合治理的设计与研究。
E-mail:****************引用格式：孟明，冯丹.土体干缩裂缝形成机理探讨[J].三峡生态环境监测，2023，8（3）：107-112.Citation format:MENG M,FENG D.Formation mechanism of soil shrinkage cracks[J].Ecology and Environmental Monitoring of Three Gorges ，2023，8（3）：107-112.Formation Mechanism of Soil Shrinkage CracksMENG Ming 1,2,3*,FENG Dan 1（1.Yellow River Engineering Consulting Co.Ltd.,Zhengzhou 450003,China ;2.Key Laboratory of Water Management and Water Se⁃curity for Yellow River Basin ,Ministry of Water Resources (under construction ),Zhengzhou 450003,China;3.Henan Engineering Re⁃search Center of Urban water Resources and Environment ,Zhengzhou 450003,China ）Abstract:In a water deficient environment,soil will shrink and crack as the water inside the soil evaporates completely,which is a common natural phenomenon.However,this phenomenon leads to significant adverse effects on the safety of river and lake slope engineering and ecological environment governance.Further research on soil shrinkage cracks can provide great practical value for ecological environment and engineering construction.This article explores the development process of soil drying shrinkage andcracks from the perspectives of the relevant influencing factors and mechanical mechanisms of soil drying shrinkage and cracks.Key words:soil body;shrinkage crack;mechanics mechanism;morphological characteristic;influencing factor土体由于失水干缩而产生裂缝是一种十分常见的自然现象，裂缝产生的实质是土壤失水所引起的吸力超过了土体的抗拉强度，从而造成土体的开裂破坏，而吸力在不同含水率下是不同的，吸力分布的不均匀性则是裂缝发展的原动力。
混凝土的干缩与裂缝
混凝土的干缩与裂缝混凝土的收缩分为以下三种：塑性阶段由于表面蒸发或下层的干混凝土吸水产生的收缩称为塑性收缩，由于强度不高容易产生塑性开裂;在硬化阶段仍然会蒸发一部分水，造成干燥收缩，称为干收缩，干收缩一部分不可恢复，一部分由于吸水膨胀可以恢复;由于水泥水化作用失水产生的收缩称为自身收缩，这种收缩很小。
干收缩和自身收缩都会造成水泥石体积压缩。
1.产生干缩的原因当混凝土干燥时，首先是毛细管内的游离水被蒸发，然后引起水化硅酸钙表面的水被引至毛细管内接着蒸发，从而引起水泥石收缩。
但收缩的体积小于失去水的体积，因为先失去的游离水不产生收缩。
由于混凝土的干缩主要来自水泥石，因此减少水泥和水的用量就会减少干缩。
此外，增加骨料用量，增大骨料粒径可以减少干缩。
混凝土的收缩会延续很长的时间，但收缩速度会随着时间的延长而降低，收缩量会随着空气相对湿度的降低而增加，水胶比低、胶凝材料用量多的混凝土自身收缩大，混凝土中细粉粒含量多的自身收缩大，大流动度、自密实混凝土自身收缩大。
掺硅灰或矿渣粉的混凝土自身收缩较大;但掺加粉煤灰和石灰石粉的混凝土，由于减缓了水化，自身收缩则较小。
混凝土除了干缩外，在碳化时也产生收缩。
在水分存在的条件下，C02生成H2 C03，H, C03与Ca (OH)z反应生成CaC03，这种收缩称为碳化收缩。
碳化收缩自表至里，但速变缓慢。
2.裂缝混凝土的裂缝主要是干缩裂缝。
由于混凝土在干缩过程中不可避免地会受到约束，混凝土的抗拉强度又比较小，很容易产生收缩裂缝。
另外，集料中含有的活性氧化硅与水泥和外加剂中的碱反应而产生膨胀，以及碳化收缩、钢筋锈蚀物体积膨胀、温度变化、风化冻融等都会引起开裂。
3.防止开裂的措施通常可以根据裂缝产生的原因及影响开裂的因素，有针对性地采取一些措施，以减少司防止裂缝的产生。
在配合比设计和选材方面，可以做到尽量减少水泥和水的用量，减少细粉颗粒和黏土的含量，增大骨料粒径，增加骨料用量，掺加粉煤灰和某些外加剂等，以减少收缩量;在箍工中，应采取减小泌水、降低浇筑温度、加强养护和表面防护、加强模板支护、防止模嗄变形等措旄;设计上应充分考虑各种约束作用而采取合理配筋，合理布设收缩、膨胀缝蓑司距，适当地应用膨胀剂和钢纤维混凝土。
收缩引起的裂缝[工程类精品文档]
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收缩引起的裂缝[工程类精品文档]本文内容极具参考价值,如若有用,请打赏支持,谢谢!在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。
在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。
塑性收缩。
发生在施工过程中、混凝土浇筑后4~5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。
塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右。
在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。
在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处，因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。
为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处宜分层浇筑。
缩水收缩（干缩）。
混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩（干缩）。
因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。
混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。
如配筋率较大的构件（超过3%），钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂裂纹。
自生收缩。
自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界湿度无关，且可以是正的（即收缩，如普通硅酸盐水泥混凝土），也可以是负的（即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土）。
炭化收缩。
大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。
炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。
炭化收缩一般不做计算。
混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。
结语：借用拿破仑的一句名言：播下一个行动，你将收获一种习惯；播下一种习惯，你将收获一种性格；播下一种性格，你将收获一种命运。
干(温)缩裂缝成因的探究
干（温）缩裂缝成因的探究前言：水泥稳定碎石作为半刚性材料具有良好的结构整体性和水稳性，初期强度高，后期强度随龄期增长而增长，是一种适合多种工作环境的良好结构层，目前广泛地应用到高等级公路基层的建设中。
但是水泥稳定碎石基层的施工是一个综合的过程，随着道路的建成通车，也暴露出了许多缺陷，影响施工质量。
一、干（温）缩裂缝形成原因水泥稳定基层裂缝的产生主要是水泥稳定基层混合料水泥固化及水分散发后使基层表面产生的细微开裂现象，然后向深部和横向扩展，最后贯通整个基层。
裂缝的宽度大多数为1-3mm，严重者可达4-5mm，裂缝的产生在一定程度上破坏了基层的版块整体受力状态，而且裂缝的进一步发展会产生反射裂缝，使路面面层也相应产生裂缝或断板。
裂缝产生的原因主要有以下几点：混合料含水量过高，水泥稳定基层干缩应变随混合料的含水量增大而增大，施工碾压时含水量越大，结构层越容易产生干缩裂缝，且越严重（裂缝产生得早，裂缝宽和缝的间距小）；不同品种的水泥干缩性有所不同，选用合适的水泥在一定程度上能减少干缩裂缝；与各种粒料的含土量有关，当粘土量增加，混合料的温缩系数随温度降低的变化幅度越来越大。
温度越低，粘土量对温缩系数影响大；与细集料的含量有密切关系，细集料含量的多少对水泥稳定土的质量影响非常大，减少细集料的含量可降低水泥稳定粒料的收缩性和提高其抗冲刷性；与水稳基层碾压密实度有关系，水泥稳定基层碾压密实度的好坏不但影响水泥稳定土的干缩性，而且还影响水泥稳定土的耐冻性；水泥稳定基层的养生不及时，也会加快干缩裂缝现象的出现；与施工时间的选择有密切关系，基层施工时的温度与冬季温度之间的温度越大，基层就越容易产生温缩裂缝。
二、干（温）缩裂缝预防措施1、原材料的选择（1）由于基层施工时，需要水泥量较大，有时出现水泥供应困难，水泥生产后存放期不足，就直接投入混合料拌和，由于水泥在拌和和水化过程中产生大量的水化热，使其内部的高温与外部的温度形成温差，在一定条件下产生温度裂缝。
钢筋混凝土框架填充墙干缩裂缝机理定性分析
选用强度相 当的 材料 时 ， 采 取相 应措 施 ， 应 以避 免裂 缝 的产生 。
２ 砌体含水率的大小。框架填充墙所 用砌块多为 多孔 材料 ， 块 ） 砌
含水率越大 ， 砌块体积 越大 ， 收缩率也越 大。这是 因为当砌体 含 水率有变化时 ， 体积收缩 产生 干缩 ， 干缩产 生 的拉应 力能 达到砌 体沿齿缝抗拉强度 ， 这样在一定 约束下 在墙面上必然 产生水平裂
时 ， 因 干缩 变 形 量 差 异 较 大 产 生 裂缝 ， 砌 块 的抹 灰 面空 鼓 、 会 使 拉 裂 ， 基 层 和 面层 上 均 会 产 生 不 规 则 的 干 缩 裂 缝 。 因 此 ， 不 能 在 在
析因 墙 的 寸 件 以 足 板 要 ， ～ ≤ ≤ ，为 体 尺 条 可 满 薄 的 求（ ）詈
ｂ ＝ 一Ｊ ㈩ ３０ ｙｊ ｝ － 十
７０５ ３００
缝和竖直裂缝。为保证砌块质量 ， 在使 用前最好能 合理控制好含
水率 ； 另外 ， 同含水率 、 不 不同等级 、 同种类 的砌块混用时 ， 不 砌块
收稿 日期 ：０ ９１ 一１ ２０ —１Ｏ
作者简介 ： 赵永花 （９ ４ ， ， １ ７ 一）女 副教授 ， 兰州工业高等专科学校 ， 甘肃 兰州
文献标识码 ： Ａ
若干解决框架填充墙墙面干缩裂缝 的方法 ， 由于对裂缝原 因分 但 析不详 ， 填充墙 上的大量干缩裂缝依 旧不能很好控制 和预防。为
了有助于很好解决 框架填 充墙 干缩裂缝 ， 本文 针对 实际情况 ， 对
钢筋混凝土框架填充墙 上 的于缩裂缝 出现 的原 因进 行 了详细分
横向剪力 ：
』 ｄ＝ ｚ－
（
因此 干 缩 裂 缝 的 形 式 较 多 主 要 有 垂 直 裂 缝 、 平 裂 缝 、 梯 水 阶
混凝土干缩开裂机理宏、细观力学分析研究进展
土湿 度 场 、干 缩 应 力 及 裂 缝 模 拟 的细 观 力 学 模 型 与 本 构 关 系 研 究 进 展 等 ，指 出 了 混 凝 土 这 种 复 合 材 料宏 、 细 观湿 度 特性 及干 缩 开 裂 机 理 研 究 领 域 仍 存 在 关 键 瓶 颈 问题 ，提 出 了解 决 问题 的思 路 与 方 法 ，并 对 未 来 干 缩 开 裂 问题 解 决 所
ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｄ ｒ ｙ ｉ ｎ ｇ ｓ ｈ ｒ ｉ ｎ ｋ ａ ｇ ｅ ｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ａ ｒ ｅ ａ ｌ ｓ ｏ ｐ ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗｅ ｄ ． Ｋｅ ｙ Ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｍｏ ｉ ｓ ｔ ｕ ｒ ｅ ； ｄ ｒ ｙ ｉ ｎ ｇ ｓ ｈ ｉｎ ｒ ｋ ａ ｇ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ； ｄ ｒ ｙ ｉ ｎ ｇ ｓ ｈ ｒ ｉ ｎ ｋ ａ ｇ ｅ ｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ； ｍｅ ｓ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｉ ｃ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ
中图分类号： Ｔ Ｖ ４ ３ １
文献 标 识 码 ： Ａ
文章 编 号 ： ０ ５ ５ ９ — ９ ３ ４ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ０ ２ ４ — ０ ５
０ 前
言
低 等 一 系 列 问 题 ，严 重 者 甚 至 会 危 及 建 筑 物 的 正 常
使 用 或 缩 短 使 用 寿 命 。 因 此 ，干 缩 裂 缝 的 成 冈 、 机
水 力 发 电
第３ ９ 卷 第 ４期
２ ０ １ ３年４月
混 凝 土 干 缩 开 裂 机 理 宏 ＼ 细 观 力 学
分 析 研 究 进 展
刘有 志 ，张 国新
混凝土干缩裂缝形成的原理
混凝土干缩裂缝形成的原理一、引言混凝土干缩裂缝是混凝土结构中常见的一种缺陷，它们的形成会影响混凝土结构的力学性能和使用寿命，因此对混凝土干缩裂缝形成的原理进行深入研究具有重要的工程实际意义。
二、混凝土干缩裂缝的定义混凝土干缩裂缝是指由于混凝土在干燥过程中受到收缩力的作用而形成的不规则形状的裂缝。
这种裂缝通常出现在混凝土表面或混凝土内部，对混凝土结构的力学性能和使用寿命会产生不利的影响。
三、混凝土干缩裂缝形成的原因混凝土干缩裂缝的形成是由于混凝土在干燥过程中发生收缩而引起的。
混凝土干缩的原因主要有以下三个方面：1.水分蒸发引起的干缩混凝土中的水分在浇注后逐渐蒸发，水分的蒸发会导致混凝土体积的减小，从而引起干缩。
水分蒸发引起的干缩是混凝土干缩的主要原因之一。
2.水泥水化引起的干缩水泥水化过程中会释放出大量的热量，这会导致混凝土表面和内部的温度升高，从而引起混凝土体积的减小，形成干缩。
3.钢筋的约束作用引起的干缩在混凝土中加入钢筋后，钢筋会对混凝土施加约束作用，阻止混凝土的自由收缩。
由于钢筋的约束作用，混凝土只能向钢筋的方向缩小，从而形成干缩。
四、混凝土干缩裂缝的形成机制混凝土干缩裂缝的形成主要是由于混凝土的干缩引起的应力超过了混凝土的承载能力，从而导致混凝土的破坏。
混凝土干缩裂缝的形成机制可以分为以下两个方面：1.混凝土的内部应力分布不均引起的裂缝形成混凝土干缩过程中，由于混凝土的干缩系数不同，混凝土内部会形成应力分布不均的情况，从而引起裂缝的形成。
在混凝土中，裂缝的形成通常是从混凝土的表面开始，然后向内部扩展。
2.混凝土表面应力集中引起的裂缝形成混凝土表面的干缩速度通常要快于混凝土内部的干缩速度，这会导致混凝土表面的应力集中，从而引起裂缝的形成。
混凝土表面的裂缝通常是由于混凝土表面的伸张应力超过了混凝土的承载能力，从而导致混凝土的破坏。
五、混凝土干缩裂缝的预防措施为了预防混凝土干缩裂缝的形成，可以采取以下一些措施：1.控制混凝土含水率合理控制混凝土的含水率可以减少混凝土的干缩程度，从而降低混凝土干缩裂缝的形成。
简要说明裂隙研究的要点以及注意事项
研究裂隙的要点及注意事项一、引言在地质和岩石学领域，裂隙是指岩石中的裂纹或裂缝，它们可以对地质工程、石油勘探和地下水资源等方面产生重要影响。
裂隙研究的目的是了解裂隙的产生机制、分布规律以及对地下流体运移的影响。
本文将介绍裂隙研究的要点和注意事项，以及一些常用的研究方法和技术。
二、裂隙研究的要点2.1 裂隙产生机制裂隙的产生可以由多种因素引起，如地壳运动、断层滑动、岩石的收缩和膨胀等。
了解裂隙的产生机制对研究裂隙的分布和演化具有重要意义。
2.2 裂隙的分类和特征根据裂隙的形态和产生机制，可以将裂隙分为伸展性裂隙、剪切性裂隙和挤压性裂隙等。
不同类型的裂隙对地下流体运移的影响也有所不同。
此外，裂隙的大小、形态、排列和分布规律也是裂隙研究的重要内容。
2.3 裂隙分布的调查与记录裂隙研究的第一步是进行裂隙的调查与记录。
这可以通过野外观察、岩心分析和地面探测等方法来完成。
调查与记录的目的是了解裂隙的分布规律，为后续的分析和研究提供基础数据。
2.4 裂隙与地下流体运移的关系裂隙是地下流体运移的重要通道，了解裂隙的分布和特征对地下水资源的研究和利用具有重要意义。
此外，裂隙还可以影响油气田的储集和开采效果，因此裂隙与地下流体运移的关系是裂隙研究的核心内容之一。
2.5 裂隙对工程稳定性的影响裂隙会对地质工程的稳定性产生重要影响。
例如，在隧道、水坝和地铁等工程中，裂隙的存在会导致渗水、岩溶和地质灾害等问题。
因此，研究裂隙对工程稳定性的影响以及相应的防治措施具有重要意义。
三、裂隙研究的注意事项3.1 采样和测试的准确性裂隙研究需要进行岩石采样和实验室测试。
在采样过程中，应注意样品的完整性和代表性，避免人为损伤和样品污染。
在测试过程中，要采用准确可靠的测试方法，确保数据的可靠性和准确性。
3.2 数据的处理和分析方法裂隙研究需要进行大量的数据处理和分析。
因此，选择合适的数据处理和分析方法非常重要。
常用的方法包括统计学方法、空间分析方法和数学模型等。
墙体材料的干燥收缩性能研究
墙体材料的干燥收缩性能研究引言：在建筑工程中，墙体是承受住宅或商业建筑的基本结构组件之一，因此其性能要求很高。
干燥收缩性能是影响墙体结构稳定性和耐久性的重要因素之一、本文旨在探讨墙体材料的干燥收缩性能以及对墙体结构的影响，并提出一些改善措施。
一、干燥收缩性能的定义和影响因素干燥收缩是指由于水分的蒸发和混凝土固化，材料内部的体积发生减小的现象。
影响干燥收缩性能的因素较多，主要有以下几点：1.材料的成分和配比：不同材料的干燥收缩性能有所不同。
例如，水泥基材料的干燥收缩性能较大，而石材的干燥收缩性能较小。
2.材料的水含量：水含量较高的材料，由于水分的蒸发，干燥收缩性能较大。
3.材料的体积：材料的体积较大的话，干燥收缩性能较大。
4.利用环境的湿度和温度：环境湿度较低和温度较高的情况下，干燥收缩性能较大。
二、干燥收缩性能的测试方法1.试验材料的制备：根据工程实际需求，选择合适的材料配合比例，制备试验材料。
2.试验设备的准备：准备称量设备、水质平衡器和恒温恒湿箱等试验设备。
3.试验的操作步骤：将试验材料放置在恒温恒湿箱中，等待一定时间，然后测量试验材料的体积。
4.数据处理：根据测量得到的实验数据，计算干燥收缩性能的相关指标。
三、干燥收缩性能对墙体结构的影响干燥收缩性能直接影响墙体的稳定性和耐久性。
过大的干燥收缩性能可能导致墙体出现开裂或变形的问题，从而降低墙体的承重能力和使用寿命。
此外，干燥收缩性能还可能引起与其他构件的不协调，造成建筑物整体失衡，影响建筑物的安全性。
四、改善干燥收缩性能的措施1.合理配料：根据材料的特性和工程需求，选择适当比例的材料，以减小干燥收缩性能。
2.添加外加剂：通过添加外加剂，调节材料的水分含量和体积，减小干燥收缩性能。
3.控制环境条件：在材料固化的过程中，控制环境的湿度和温度，以减小干燥收缩性能。
4.使用预应力钢筋：在墙体结构中引入预应力钢筋，可以减小材料的干燥收缩性能。
结论：墙体材料的干燥收缩性能对墙体结构的稳定性和耐久性有直接影响。
混凝土收缩裂缝原理
混凝土收缩裂缝原理一、引言混凝土收缩裂缝是混凝土结构中常见的一种缺陷现象，它的出现不仅影响混凝土结构的美观性，还会降低混凝土结构的承载能力和耐久性。
因此，对混凝土收缩裂缝的原理进行深入研究，有助于预防和控制混凝土收缩裂缝的产生，提高混凝土结构的质量和使用寿命。
二、混凝土收缩裂缝的定义混凝土收缩是指由于水泥浆在硬化过程中水分蒸发或吸收，导致混凝土体积缩小的现象。
混凝土收缩裂缝是指由于混凝土收缩引起的内部应力超过混凝土的抗拉强度，从而在混凝土表面或内部形成的裂缝。
三、混凝土收缩的类型混凝土收缩分为两种类型：干缩和水泥基材料自收缩。
1.干缩干缩是指由于混凝土中的水分蒸发或被吸收，导致混凝土体积缩小。
干缩又可分为早期干缩和后期干缩两种。
（1）早期干缩早期干缩是指混凝土硬化后的最初阶段，由于水泥浆中的水分蒸发导致混凝土的体积缩小。
早期干缩通常在混凝土浇筑后的前几天内发生，是混凝土收缩中最大的一部分。
（2）后期干缩后期干缩是指混凝土硬化后的长期缩小，由于混凝土中的水分在长时间内缓慢蒸发或被吸收，导致混凝土的体积缩小。
后期干缩通常在混凝土浇筑后的几个月内发生，是混凝土收缩中较小的一部分。
2.水泥基材料自收缩水泥基材料自收缩是指由于水泥浆中的水分化学反应导致混凝土体积缩小。
水泥基材料自收缩是混凝土收缩中较小的一部分，通常在混凝土浇筑后的长时间内发生。
四、混凝土收缩裂缝的原理混凝土的收缩会引起内部应力的变化，当内部应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会在表面或内部形成裂缝。
混凝土收缩裂缝的主要原理是混凝土收缩引起的内部应力超过混凝土的抗拉强度。
1.混凝土收缩引起的内部应力混凝土收缩会引起内部应力的变化，主要有以下两种类型的应力：（1）直接应力直接应力是指由于混凝土收缩引起的混凝土内部应力，是混凝土收缩裂缝产生的主要原因。
直接应力的大小取决于混凝土的收缩量、混凝土的尺寸和混凝土的性质。
（2）渗透应力渗透应力是指由于混凝土收缩导致混凝土内部水分的移动而引起的应力，通常在混凝土的早期干缩中发生。
混凝土中干缩试验方法规程
混凝土中干缩试验方法规程一、引言干缩是混凝土在水泥凝结过程中由于水分蒸发、混凝土体积变化而产生的收缩现象。
干缩试验是评估混凝土干缩性能的重要手段，对于保证混凝土结构的耐久性和安全性具有重要意义。
本文旨在提供一份详细的混凝土中干缩试验方法规程。
二、试验前准备2.1 试样制备根据试验要求，制备符合规格的混凝土试样。
试样制备前，应先确定混凝土的配合比和所用材料的物理性质。
试样应在标准试验条件下制备，例如温度、湿度和振捣方式等。
试样的尺寸应符合试验要求，通常为直径100mm，高度200mm的圆柱体试样。
2.2 试验环境试验应在标准试验环境下进行，即温度为20±2℃，相对湿度为60±5%的试验室中进行。
试验前应使用干燥的气体将试验环境中的水分除去。
2.3 试验设备试验设备包括测量设备、试验机、计算机等。
测量设备应包括测量试样尺寸的卡尺、测量试样质量的天平、测量试验温度和相对湿度的温湿度计、测量试样表面变形的传感器等。
试验机应能够在标准试验条件下对试样施加恒定荷载并测量试样变形。
三、试验流程3.1 湿养试样混凝土试样制备后，应在标准试验条件下进行湿养。
湿养时间应符合试验要求，通常为7天。
湿养过程中，试样应放置在水浸过的容器中，水深应覆盖试样高度的1/2-2/3左右。
3.2 干缩试验试样湿养完毕后，将试样从水中取出，用干燥的纸巾或布将试样表面水分擦干，然后测量试样尺寸和质量，记录为初试样尺寸和质量。
试样之间应保持一定的间隔，以免相互影响。
试验应在标准试验条件下进行，即温度为20±2℃，相对湿度为60±5%的试验室中进行。
试样应放置在试验机中，并施加一个恒定的荷载，使试样保持稳定的体积。
荷载的大小应符合试验要求，通常为试样初试样质量的0.3倍。
试验应持续30天，每隔一定时间（通常为1天或3天）测量试样尺寸和质量，并记录为相应的试验数据。
四、数据处理和结果分析4.1 数据处理试验结束后，将试验数据整理并进行数据处理。
C-2土体干缩裂缝研究进展-应用生态学报-网络版
土体干缩裂缝研究进展*裴银鸽** 徐则民 张家明(昆明理工大学建筑工程学院土木系,昆明650000)摘 要 土体干缩裂缝的形成和发展是一个复杂的物理过程,会对土体的强度㊁稳定性和渗透性等产生影响,其影响范围广泛分布于土壤学㊁农业㊁工程地质和环境保护等学科.本文在明确土体干缩裂缝研究重要性的基础上,通过收集整理国内外有关土体干缩裂缝研究的既有文献资料,综述了土体干缩裂缝的理论研究㊁实用性研究以及裂缝形态定量分析研究,分析和讨论了土体干缩裂缝在研究领域㊁研究内容和研究方法方面的不足之处,并指出土体干缩裂缝的未来发展方向.关键词 干缩裂缝 裂缝网络 定量分析 裂缝形态文章编号 1001-9332(2012)04-1137-08 中图分类号 P642.5;S154.1 文献标识码 A Desiccation cracking of soil body :A review.PEI Yin⁃ge,XU Ze⁃min,ZHANG Jia⁃ming (De⁃partment of Civil Engineering ,Kunming University of Science and Technology ,Kunming 650000,China ).⁃Chin.J.Appl.Ecol .,2012,23(4):1137-1144.Abstract :Desiccation cracking of soil body is a complex physical process,which can affect the strength,stability,and permeability of soil body,and involve in several disciplines such as soil sci⁃ence,agricultural science,engineering geology,and environmental science.This paper introduced the significances of the study on the desiccation cracking of soil body,reviewed the related theoreti⁃cal and applied researches and the quantitative analysis of crack morphology,and discussed the deficiencies in the research fields,research contents,and research methods.The future research directions about the desiccation cracking of soil body were pointed out.Key words :desiccation cracking;crack network;quantitative analysis;crack morphology.*国家自然科学基金⁃云南联合资金重点项目(U1033601)和交通部西部科技项目(200831876723)资助.**通讯作者.E⁃mail:Emily_517@ 2011⁃07⁃06收稿,2011⁃12⁃28接受. 土体特别是膨胀性粘土体容易失水收缩产生裂缝,是自然界中一种常见的现象.尤其在全球变暖㊁城市热岛效应和旱涝灾害日渐频繁发生的背景下,土体开裂现象日趋普遍[1].土体开裂是一个复杂的过程,对土体的性质㊁植物生长以及土体中水分(溶质)的迁移有很大影响,其影响范围广泛分布于土壤学㊁农业㊁工程地质和环境保护等学科[1-4].如在边坡工程中,干缩裂缝的产生一方面直接增加了土体的渗透性,另一方面大大降低了土体的强度和稳定性,进而加速了土体的风化以及加剧了坡体的水土流失,雨水沿着裂缝渗入坡体内部,诱导滑坡的发生[5];在农业方面,一是裂缝的形成会增加土壤中水分的蒸发[6],影响作物的生长和发育,二是干裂缝作为大孔隙的一种,也会引发优先流和优先迁移,水分和溶质以优先流的方式快速流过裂缝进入土壤下层,从而影响农作物根系对土体中有用物质的吸收和农作物产量,且会造成地下水污染和灌溉水浪费[6-8];在环境工程中,粘性土常被作为缓冲材料应用于垃圾卫生填埋场的衬垫层和核废料地质处置库的工程屏障中,而这些工程的寿命涉及到这一类隔离材料的渗透性,当裂缝出现后,将极大缩短这一类隔离材料的使用寿命,增加污染物泄露的风险和对环境的威胁等[5,9].研究土体干缩裂缝对提高农业水利用率㊁开展节水农业㊁降低农业成本㊁控制环境污染(尤其是地下水污染防治和土壤污染)㊁提高边坡稳定性等均具有重要的科学意义和实践价值[8].为此,本文主要从理论㊁实用性以及裂缝网络定量化三方面综述了土体干缩裂缝的研究概况,剖析这些研究成果的特点,并提出了研究展望.1 理论研究土体干缩裂缝的研究可追溯到20世纪初,相关研究广泛分布于诸多学科,其中,在土壤学和农学中应用生态学报 2012年4月 第23卷 第4期 Chinese Journal of Applied Ecology,Apr.2012,23(4):1137-1144已经得到了广泛关注,现有的研究集中在定性分析以及裂缝的形态学研究方面.1.1 力学理论目前,关于干缩裂缝的理论研究并不多见,具有代表性的报道主要来自Lachenbruch[10-11]㊁Lau[12]㊁Morris等[13]㊁Fredlund和Morgenstern[14]㊁Konrad和Ayad[15]㊁沈珠江等[16]和邓刚等[17].其中,沈珠江等[16]和邓刚等[17]主要以简化非饱和固结理论作为研究基础,其他研究均以断裂力学为基础. Lachenbruch[10-11]首先提出了分析玄武岩和永久冻土收缩的分析步骤,运用线弹性理论和断裂力学准则(改进的Griffith理论)来解释永久冻土热收缩裂缝的深度和间距,并基于现场冷却的熔岩热收缩数据资料提出了裂缝间距的估计办法,为后来的干缩裂缝研究提供了理论依据.Lau[12]和Morris 等[13]利用Fredlund和Morgenstern[14]提出的非饱和土的一致性框架(consistent framework)推导出预测干缩裂缝稳定深度的理论,认为土体失水产生裂缝是由土壤吸力和土壤性质,如压缩模量㊁泊松比㊁抗剪强度㊁抗拉强度和比表面能所控制.Morris等[13]还推导出了裂缝深度㊁土体性质和给定吸入剖面(suction profile)之间的理论关系,并提出干缩裂缝的3种不同分析方法,即线弹性理论㊁线弹性断裂力学理论和将开裂与剪切破坏相联系.Konrad和Ayad[15]建立了一种合理的理想模型来预测粘土体失水收缩裂缝间的间距,该模型以线弹性断裂力学(LEFM)理论为基础,对裂缝扩展现象进行了数学描述,并结合Lachenbruch[10]提出的用于描述应力分区的有效应力原理和虚拟的应力叠加概念来预测裂缝的平均间距.断裂力学最先被广泛应用于固体材料的裂缝分析,目前在土体裂缝分析中的应用也很普遍,但却存在一定的局限性:首先,断裂力学是建立在均匀介质的基础上,不适用于类似土体一样的非均匀介质;其次,断裂力学的研究对象是实际存在的裂缝,它所能解决的问题不是裂缝怎样开始,而是已存在的裂缝是怎样扩展和发展的.因此,基于均匀介质的断裂力学很难模拟土体裂缝形成过程.针对断裂力学理论的局限性,沈珠江和邓刚[16]以及邓刚等[17]采用非饱和简化固结理论,在对饱和土的有限元程序进行相应修改的基础上,对粘土体干湿过程中表面裂缝的形成过程进行了数值模拟;利用 裂缝网络在平面上大多呈多边形分布”这个条件,借鉴砂井的处理方法,以裂缝为边界,取出一个多边形棱柱,简化为圆柱体,按照轴对称问题进行分析,其中,圆柱体的直径为裂缝的平均间距,圆柱体的侧面为裂缝表面;假定初始总应力分布为侧限条件下的自重应力场,采用有限网格法,以增量迭代法作为分析程序进行计算,其中,土骨架采用双硬化模型计算,从计算结果 变形网格图可发现,该方法可以很好地模拟粘土在干湿过程中裂缝发生㊁发展㊁变化的全过程.1.2 裂缝网络模拟关于裂缝网络的模拟,大多数研究集中于裂缝形态的统计分析,即以数学方法为工具进行干裂缝模拟.Chertkov等[18-20]基于多重开裂和密集开裂层(multiple cracking and an intensive⁃cracking layer)的概念建立了一种裂缝网络模型,对膨胀土的裂缝几何形态和裂缝网络的曲折性进行研究.该模型通过一种概率方法来描述裂缝失水收缩的稳定常态,估计粘土体中裂缝宽度㊁横截面积和体积,并在模型中采用裂缝的深度㊁平均间距等参数对膨胀土干缩裂缝网络的几何性质进行预测.Horgan和Young[21]基于裂隙发育的二维几何特征,通过设定若干与裂缝发展相关的几何参数建立了一个土体失水干裂的模型.他们认为,裂缝发育是一个随机的过程,且裂缝之间存在吸引力,并将裂缝的发育分为3个阶段,即新生裂缝的发育(随机发展)㊁已有裂缝上新裂缝的发育(裂缝吸引)和块区分裂.通过观察裂缝生长模型参数的改变对裂缝形态的影响,得出以下结论:1)裂缝随机和独立生长发育不会产生真实的裂缝形态;块区根据它们各自尺寸大小的分裂趋势是模型中必不可少的一部分;2)裂缝曲率对最终裂缝形态有很明显的影响;3)初始裂缝开始位置的多少影响块区形成的规律性,开始位置越少,结果越规律;4)任何一项关于土壤裂缝的研究都应该考虑参数的不均匀性对裂缝生长的影响,这种不均匀性很可能存在于许多方面. Péron等[22]通过离散单元法,采用局部互动定律(local interaction laws)将与失水有关的内聚力考虑进去,从微观尺度上(即每个离散单元颗粒)附加干缩动力(shrinkage kinetics)来模拟失水收缩,分别模拟了裂缝开始㊁扩展以及裂缝的几何形态;并将室内样品试验与现场样品试验㊁自由收缩试验与有约束收缩试验进行对比,得出边界条件以及含水量对裂缝的影响,证实了该数值模拟的正确性.裂缝的形成过程是一个非线性过程,但在分析8311应 用 生 态 学 报 23卷模拟中却很难记录非线性过程,因而大多数控制裂缝形成的模型没有考虑材料性质随时间的变化,导致模拟结果与真实的裂缝存在一定差异.针对这个问题,Amarasiri等[23]利用土体的特性来建立模型,首先利用实验室试验获取土体特性,并将土体特性如基质吸力㊁刚度㊁抗拉强度和基底粘聚力等近似看作含水量的函数,然后将初始条件和材料的各种性质以UDEC内部程序语言FISH导入UDEC软件中进行模拟,模拟结果表明,该模型能够成功地记录干裂缝演变的一些必要因素,如裂缝的数量㊁宽度㊁初始含水量以及材料的结构等.UDEC软件是由ITAS⁃CA开发的一个离散元程序,广泛应用于工业㊁岩石工程的初级分析中,若各个区域内含水量一直随时间而变化,则可以用该程序进行干裂缝分析.2 实用性研究在粘性土体干缩裂缝的实用性方面最先开展研究的是农业土壤领域[5],并取得了一定成就.尽管有些学者开展了干缩裂缝对土体工程性质的影响研究,如易顺民等[24]通过现场直剪试验得出了裂隙面起伏度与土体抗剪强度的关系,但地质方面关于干裂缝的研究并不多见[4].本文主要对农学领域的干裂缝研究进行综述.2.1 植被生长对裂缝的影响Johnston和Hill[25]以及Johnson[26]研究发现,最大裂缝出现在农作物行间距的中间,且农作物行间距越宽,裂缝宽度越大.Fox[27]通过研究裂缝形成与农作物根系之间的相互作用发现,大裂缝通常平行于种植行,而小裂缝通常正交于大裂缝,且从不截断根系;根据此现象提出了 skeleton shrinkage”的概念,认为根系对土体起到一种类似骨架一样的锚定作用,且耕作土体的开裂模式不仅是土体资深属性的函数,还是植株布局的函数.2.2 裂缝对土体水分入渗和溶质运输的影响Tabuchi[28]通过观察高㊁低强度降雨对土体裂缝的影响发现,土壤干旱程度越大,裂缝越深,且裂缝提供了一个优先流通道,并显著提高了入渗.Liu 等[29-30]通过现场试验和室内试验对台湾Ten⁃Chung 地区水稻土干旱开裂后的水分入渗及伴随的裂缝闭合过程进行了深入研究,并假定裂缝土为自由膨胀土,建立了一个模拟水稻土水渗流的裂隙模型,结果表明,开裂水稻土的渗透性大于未开裂水稻土,且土体裂缝只是短暂地提高了水稻土的入渗速率,随着土体膨胀,裂缝闭合,入渗速率显著下降并逐渐返回到未开裂土体状态.3 裂缝形态定量分析土体表面复杂裂缝形态的定量化是裂缝研究的先决条件和关键,且土体表面裂缝形态易获取以及试验容易进行,因此,目前对于裂缝形态的定量分析通常都简化为土体表面的裂缝形态分析.表面裂缝形态(即裂缝二维网络)可以用裂缝长度和宽度分布[31-32]㊁块区尺寸分布[33]㊁或裂缝网络的分形特征[33-34]等进行描述.对于裂缝形态的三维研究迄今还比较少见,现有的研究主要有Hallaire[35]和Vogel等[36]基于结构是静止的假设,利用立体学概念,从裂缝的二维网络测量中获取其三维特征,Samouëlian 等[37]利用geoelectrical对裂缝进行了三维研究. 3.1 表征指标体系裂缝指标体系是定量描述复杂裂缝形态的重要组成部分,因此,建立一套完善的裂缝指标体系是系统深入地开展土体裂缝研究的重要基础和前提.由于裂缝形态发育特征复杂无序,其产生机制尚不完全清楚,迄今为止,尚未形成完善的土体裂缝指标体系[1].在国外,Novak[38]建立了一套土体裂缝定量指标体系,包括裂缝地表裂隙度(crack porosity on the soil surface)㊁裂缝裂隙度(crack porosity)和裂缝比内表面积(specific internal area of soil crack),该指标体系是目前较系统的裂缝形态指标体系,简单直观㊁易于测定,可用于定量分析裂缝对降雨入渗和土壤水分保持过程的影响,但未能提出表征裂缝发育的几何形态指标.Vogel等[39]应用拓扑学的概念和方法,建立了可以描述裂缝网络连通性的指标体系,包括裂缝面密度(area density)㊁长度密度(length den⁃sity)和欧拉数(Euler number),其中面密度㊁长度密度是裂缝大小的度量,欧拉数是裂缝网络连通性的度量,该体系对裂缝的定量化做了有益的贡献,但过于简单㊁抽象,需进一步具体化㊁形象化.在国内,唐朝生等[40]通过对影响粘性土表面裂缝结构的形态因素进行定量分析认为,裂缝网络节点个数㊁块区个数和裂缝率可作为描述裂缝形态结构和几何特征的基本指标.Xiong等[41]以元谋干热河谷流域的土体裂缝为例,通过统计分析,选取3个定量指标[土壤裂缝面密度(area density)㊁面积加权平均分形维数(area weighted mean fractal dimension)和连通性指标],建立了一套既可以反映土体裂缝的发展强度㊁又可以反映土体裂缝连通性和规则性93114期 裴银鸽等:土体干缩裂缝研究进展 的指标体系.3.2 分形分维分形(fractal)作为一种数学方法,可对自然界中不规则形状(如土体裂缝形态)进行定量化[42].近些年,Young和Crawford[43]㊁Rieu和Spostito[44]以及Crawford等[45]已经证明了土体结构各个方面的分形特征.分形特征通过分形维数来描述,每一种定义的分形维数都描述了一个具体的结构性质[46].目前,常见的裂缝分形分析有3种:块分形维数(D M)用于规则性判断,谱分维数(d)用于连通性判断,裂隙面分形维数(D)用于裂隙面起伏度判断.利用裂缝的分形特征对裂缝进行分形分析主要分3个部分:获取图像信息→图像处理→计算分维值.3.2.1获取图像信息 获取土体干缩裂缝网络的图像信息主要有两种方法:现场试验和室内试验.对于现场试验,在土体表面裂缝网络方面进行研究的学者主要有易顺民等[24]㊁Baer和Kent[47]等.相比而言,室内试验比较丰富,Preston等[34]㊁Vogel等[39]㊁Peng等[48]㊁唐朝生等[40]均在这方面做了很多研究.由于含裂隙面的原状试验采集困难,易顺民等[24]提出可以按照不同含水率制备重塑土试样,用钢丝切割支撑起伏程度不同的裂隙面,进行三轴试验. Baer和Kent[47]在布置现场试验装置时,先将试验区域内的植被予以清除;进行试验之前,将所检测的土注水至饱和状态(图1).进行室内试验的流程图如图2所示.3.2.2图像处理 由于拍摄的干裂缝形态显得杂乱图1 带有相机接入口以及含水量检测管的雨棚示意图[47] Fig.1 Schematic diagram of rainout shelter with camera access hole and access tube for water content readings[47].图2 计算裂缝分维值及土壤其他性质的流程图[34] Fig.2 Flow diagram illustrating the procedure adopted to cal⁃culate the fractal dimensions of soil cracks,as well as other soil properties[34].破碎,尤其是室内试验受边界的影响显著,为了更好地分析表面裂缝结构,所有试样都选取中间区域作为研究区域,并设定一个灰度阈值对图片进行二值化,转为黑白图片.Baer和Kent[47]通过相机获取图像后,采用一系列的图像处理软件[生物图像软件(Millipore, USA)㊁xv软件(University of Pennsylvania,USA)和Carel Photo Paint3.0软件(USA)等]获得二进制图像.唐朝生等[6,40]自主研发了岩土体裂缝网络图像分析系统(ClAS⁃1.0)来对图像进行二值化去杂点操作.3.2.3计算分维值1)采用 数格子”法确定块分形维数(D M).设定若干边长为ε的正方形网格,对欲计算分形维数的整个裂缝区域进行覆盖(即建立分形模型),确定存在黑点(即裂缝)的格子数目N(ε),改变ε求相应的N(ε),然后在ln N(ε)⁃lnε双对数平面内作图,图中直线斜率为反映裂缝分布的分形维数.可按照Crawford等[45]提出的方法,利用Khoros软件(University of New Mexico,USA)计算裂缝网络形态的D M,结果表明,分维值越大,其空间结构分布特征越复杂.2)用Crawford等[45]所提出的方法测量谱维数(d).当d→2时,表明连接性增加.3)可利用分形几何中的koch曲线来模拟裂缝面测量方向上形态近似相同的剖面,进而计算裂隙面分维数(D)[24,47],其计算公式如下:0411应 用 生 态 学 报 23卷D=lg4lg2(1+cot-12h L)式中:h为任一方向上实测裂隙面的平均起伏高度; L为平均起伏波长.裂隙面垂直裂隙扩展方向的分维值最大,起伏程度最强烈.4)裂缝形态分维的力学效应.易顺民等[24]通过现场原位剪切试验和三轴排水剪切试验得出了膨胀土分维值与土体抗剪强度指标的关系;在天然含水率相差不大的情况下,膨胀土裂隙网络分维值越大,其抗剪强度越小,内摩擦角越小;直剪试验的结果表明,含水率相差不大时,随着分维值的增加,裂隙结构面强度逐渐增加,膨胀土强度相应也变大.利用分形理论可解决传统工程地质方法不能定量分析的问题,即综合裂隙网络的分维值和裂隙面的分维值可定量描述裂隙对土体强度(尤其是抗剪强度)的影响.3.3 裂缝形态的影响因素施斌等[5]和唐朝生等[6,40,49-52]在室内试验基础上,运用计算机图像处理和编程技术,研发出一种专门用来分析干缩裂缝形态的裂缝图像分析系统(CIAS)和一套可快速实现土体干缩裂缝定量分析的颗粒及裂隙图像识别与分析系统(PCAS),研究分析了温度㊁干湿循环次数㊁不同粘土厚度和土质成分等对粘性土体表面裂缝几何形态的影响.通过试验分析表明,温度越高,裂缝网络越简单,裂纹越宽,而在较低温度下,裂缝网络比较复杂,裂纹纤细且间距较密,表面比较破碎;干湿循环次数㊁土层厚度和土质成分对裂缝网络的节点个数㊁裂缝条数㊁裂缝长度和宽度㊁块区个数㊁块区面积㊁裂缝率和裂缝网络的分形维数等定量参数均有一定影响;裂隙开裂程度与土壤中细颗粒含量和塑性指标有关;大多数裂缝和体积收缩发生在样品仍处于饱和状态时的稳定蒸发期;在粘性土体中加入适量的聚丙烯纤维可降低土体的裂隙率.4 研究展望目前,土体干缩裂缝研究得到越来越多学者的重视,并取得丰硕成果,但仍存在以下诸多不足之处,也是未来的研究发展方向.1)研究对象.现有的关于土体干缩裂缝研究主要集中于农田(尤其是水稻土),对其他方面(如裸地㊁荒草地㊁无人扰动的林下土体等)的干缩裂缝研究还鲜有报道.其中,无人扰动林下土(多为坡积物㊁残积物)干缩裂缝的研究将是未来研究的一个重要方向,原因在于:造成滑坡泥石流等地质灾害的多为无人扰动的林下土;多年生干缩裂缝是诱导滑坡㊁泥石流等发生的主要因素之一;农田土是传统意义上的土,而无人扰动林下土的复杂程度较高,仅对农田土干缩裂缝进行研究在应用上具有很大的局限性.此外,对于有些坡积体形成的裂缝可能不是由失水收缩形成,而是由于土体本身因变形拉裂所致,因此,辨别斜坡上的裂缝是否为干缩裂缝也是今后研究的重点之一.2)研究内容.从目前研究成果来看,对于干缩裂缝的研究主要停留在形态学研究方面,并没有系统地深入研究.对于干缩裂缝的形态学研究,至今已有大量的研究报道.如Velde[33]通过对不同国家不同类型耕地土(变性土Vertisol㊁火山灰土Andosol㊁软土Molli⁃sol)的干缩裂缝图像进行分析,并结合室内试验,以粘粒含量几乎为100%的泥质沉积物的干缩裂缝作为对比,分析了干缩裂缝表面的几何特征;Horgan 和Young[21]从裂隙发育的二维几何特征出发构建了模拟土壤失水收缩模型;Kodikara等[2]结合Corte 和Higashi[53]以及Lau[12]的试验数据,通过室内试验分析了土层厚度㊁土壤初始密度㊁容器底部粘结力(base adhesion)以及失水速率对粘土干缩裂缝几何形态的影响;施斌等[5]和唐朝生等[6,40,49-52]通过室内试验,对裂缝进行定量分析,并讨论了影响裂缝表面几何形态的因素.虽然在形态学研究方面取得了一些成果,但至今仍然有很多问题没有解决,如干缩裂缝的三维几何状态㊁动态演化过程和粘性土裂缝网络为何以四边形为主[5]等.对于干缩裂缝的形成和发展机理方面,尽管已经有学者做了相关讨论,如Corte和Higashi[53]㊁Péron等[54-55]㊁Hu等[56]认为,土体收缩是因为土体水分蒸发产生的张应力超过土体本身抗张强度所引起;Morris等[13]和Yessiller等[57]提出土的基质吸力增加是土体发生收缩的原因,但该观点引起很多质疑;施斌等[5]认为,粘性土体在含水量低于液限的条件下,干缩裂缝的形成机理主要是由于粘土矿物中水胶结力不均匀增大,而不是毛细水表面张力所致;唐朝生等[40]认为,运用非饱和力学的相关理论可以解释干缩裂缝的形成.但迄今为止,关于干缩裂缝的形成和发展机理尚未形成统一认识,研究也不够深入.此外,土体干缩裂缝的出现会影响土体强度㊁稳定性等物理性质,但影响机理目前还不清楚;14114期 裴银鸽等:土体干缩裂缝研究进展 对于干缩裂缝这一自然界常见的现象,其具体的发育背景条件也不是很清楚.完善干裂缝的形态学研究仍是未来研究的重点之一,干缩裂缝形成机理以及影响土体物理性质的机制研究是未来充满挑战的研究课题.3)研究方法.试验方面,目前对于干缩裂缝的研究主要以室内试验为主,现场试验较少.而自然界中土体干缩裂缝的形成和发展是一个极其复杂的过程,室内研究很难反映真实的裂缝.因此,现场试验以及获取大量野外试验数据是今后研究工作的一个重点.理论方面,既有的研究主要是以力学理论及数学方法来分析土体干缩裂缝.首先,力学理论方面,早期研究主要从断裂力学角度考虑来进行研究,但利用基于均匀介质为研究对象的断裂力学很难模拟土体非均匀介质裂缝的形成过程,沈珠江和邓刚[16]以及邓刚等[17]针对断裂力学的这一缺陷,提出利用非饱和简化固结理论为基础来模拟土体表面裂缝的形成过程;其次,数学方法方面,分形分维已广泛应用于土体干缩裂缝形态的定量分析,且裂缝网络的模拟大多以裂缝网络几何特征为基础来建立数学模型,近些年离散单元法也被应用到裂缝的模拟之中.由于以数学方法为工具来分析裂缝网络形态大多针对土体干缩裂缝的二维几何特征,三维裂缝网络模拟至今未见报道,因此,今后应从以下几方面对数学方法进行改进来模拟三维裂缝网络:在岩体裂隙研究领域,徐文彬等[58]已经利用分形几何理论结合二维裂隙网络和三维裂隙网络分形参数的关系来模拟三维裂隙面网络,考虑是否可以借鉴上述岩体裂隙的模拟方法来模拟土体的三维裂缝网络;Amarasiri 等[23]首次将通用离散单元法程序UDEC应用到土体干缩裂缝的模拟中,UDEC软件目前已广泛应用于工业㊁岩石工程的初级分析中,该软件是对快速连续拉格朗日有限差分程序(FLAC)的完美沿承,但较FLAC更有解决优势,所以利用UDEC程序来分析土体干缩裂缝将是下一步研究的主要方法之一;蒙特卡洛法(即随机模拟方法)可以解决各种类型的问题(研究对象需涉及随机过程的性态和结果),已在粒子运输㊁统计物理㊁可靠性分析和军事等多方面得到广泛应用,土体干缩裂缝的发育是一个随机过程,可以用蒙特卡洛方法进行模拟,目前,蒙特卡洛法已广泛应用于岩体裂隙[59-64],但在土体裂缝中的应用未见报道,所以在未来土体干缩裂缝形态研究中可以尝试这一方法.参考文献[1] Xiong D⁃H(熊东红),Zhou H⁃Y(周红艺),Du C⁃J(杜长江),et al.Reviews on soil cracks.Soils(土壤),2006,38(3):249-255(in Chinese) [2] Kodikara JK,Barbour SL,Fredlund DG.Desiccationcracking of soil layers.Proceedings of Asian Conferencein Unsaturated Soils,Singapore,2000:693-698 [3] Bandyopadbyay KK,Mohanty M,Painuli DK.Influenceof tillage practices and nutrient management on crackparameters in vertisol of central India.Soil&TillageResearch,2003,71:133-142[4] Chertkov VY.Modelling cracking stages of saturatedsoils as they dry and shrink.European Journal of SoilScience,2002,53:105-118[5] Shi B(施 斌),Tang C⁃S(唐朝生),Wang B⁃J(王宝军),et al.Development and mechanism of desicca⁃tion cracking of clayey soil under different temperatures.Geological Journal of China Universities(高校地质学报),2009,15(2):192-198(in Chinese) [6] Tang C⁃S(唐朝生),Shi B(施 斌),Liu C(刘春),et al.Developing law and morphological analysisof shrinkage cracks of clayey soil under different temper⁃atures.Chinese Journal of Geotechnical Engineering(岩土工程学报),2007,29(5):743-749(in Chinese) [7] Gao K⁃Y(高克异),Chen J(陈 建),Zhou Q⁃H(周勤华),et al.Preliminary discussion on crack de⁃velopment in the soil and its impact on moisture migra⁃tion.Shanghai Agricultural Science and Technology(上海农业科技),2008(6):19-20(in Chinese) [8] Smaling EMA,Bouma J.Bypass flow and leaching ofnitrogen in a Kenyan Vertisol at the onset of growing sea⁃son.Soil Use and Management,1992,8:44-47 [9] Rowe RK,Quigley RM,Booker JR.Clayey Barrier Sys⁃tems for Waste Disposal Facilities.London:Chapman&Hall,1995[10] Lachenbruch AH.Depth and spacing of tension cracks.Journal of Geophysical Research,1961,66:4273-4292 [11] Lachenbruch AH.Mechanics of Thermal ContractionCracks and Ice⁃wedge Polygons in Permafrost.NewYork:Geological Society of America,1962 [12] Lau JTK.Desiccation Cracking of Clay Soils.MasterThesis.Canada:University of Saskatchewan,1987 [13] Morris PH,Graham J,Williams DJ.Cracking in dryingsoils.Canadian Geotechnical Journal,1992,29:263-277[14] Fredlund DG,Morgenstern NR.Constitutive relationsfor volume change in unsaturated soils.CanadianGeotechnical Journal,1976,13:261-2762411应 用 生 态 学 报 23卷。
混凝土干缩裂缝原理
混凝土干缩裂缝原理一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑结构中的材料，其优点包括强度高、耐久性好、施工方便等等。
但是，混凝土在干燥过程中存在干缩现象，从而导致混凝土表面出现裂缝，影响其力学性能和外观效果。
本文将详细介绍混凝土干缩裂缝的原理。
二、混凝土干缩的概念和原因混凝土在施工过程中，由于其中的水分会随着时间的推移而逐渐蒸发，导致混凝土体积缩小，这种现象被称为干缩。
干缩的主要原因包括以下几点：1.水分蒸发：混凝土表面的水分会受到空气和风的影响而逐渐蒸发，从而导致混凝土体积缩小。
2.水泥胶凝固：混凝土中的水泥在与水反应后会产生胶凝物，随着时间的推移，胶凝物会逐渐收缩，导致混凝土体积缩小。
3.温度变化：混凝土在施工过程中受到外界温度的影响，温度升高会导致混凝土体积膨胀，温度降低则会导致混凝土体积缩小。
三、混凝土干缩裂缝的形成原理混凝土干缩会导致混凝土表面产生应力，如果这些应力超过了混凝土的强度极限，就会导致混凝土表面出现裂缝。
混凝土干缩裂缝的形成原理可以归纳为以下几点：1.干缩应力：干缩会导致混凝土内部产生应力，这些应力会沿着混凝土的纵向和横向传递，从而导致混凝土表面产生压缩应力和张拉应力。
2.混凝土强度：混凝土的强度是混凝土干缩裂缝形成的重要因素，如果混凝土强度较低，干缩应力容易超过混凝土的强度极限，从而导致混凝土表面出现裂缝。
3.混凝土的骨料：混凝土中的骨料对干缩裂缝的形成也有一定影响，如果骨料的粘结力较强，可以有效减缓干缩应力的传递，从而减少混凝土表面的裂缝。
4.混凝土表面处理：混凝土表面处理的好坏对干缩裂缝的形成也有影响，如果混凝土表面处理不当，会导致混凝土表面的粗糙度较高，从而增大干缩应力的传递。
四、混凝土干缩裂缝的防治措施混凝土干缩裂缝的防治措施主要包括以下几个方面：1.防止干缩：为了减少干缩裂缝的形成，可以在混凝土浇筑时添加适量的水泥或其他添加剂，从而减少混凝土的干缩。
2.增强混凝土强度：提高混凝土的强度可以有效减缓干缩应力的传递，从而减少混凝土表面的裂缝。
混凝土常见干缩原因分析和改进建议
混凝土常见干缩原因分析和改进建议商品混凝土的干燥收缩是商品混凝土变形中最常见的一种变形，研究各因素下商品混凝土的干缩相关性具有十分重要的意义。
收缩裂缝是商品混凝土结构中普遍存在的一种现象，它不仅能降低建筑物的抗渗能力，而且会引起钢筋的锈蚀，从而影响建筑物的使用功能。
因而收缩裂缝控制成为控制商品混凝土质量的一项重要内容。
一、商品混凝土工程中几种常见收缩1.1干燥收缩商品混凝土的干燥收缩是商品混凝土变形中最常见的一种变形，是一种普遍的而且是难以避免的物理化学行为，而干缩变形又是引起商品混凝土开裂的最常见的也是最主要的原因。
干缩裂缝的产生主要是由于商品混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同：商品混凝土外部受水分变化影响较大，水分损失快，变形较大，内部水分散失慢，变形较小。
变形较大的表面受到内部的约束，产生较大应力而产生裂缝。
干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.05mm～0.2mm之间，大体积商品混凝土中平面部位多见，较薄的梁板中多沿其短向分布。
当商品混凝土处于自由状态时，商品混凝土因水分散失而引起的体积缩小不会引起不良的后果，但实际工程中商品混凝土结构由于基础、钢筋或相邻部分的牵制而处于不同程度的约束状态，商品混凝土收缩因受约束(如两端固定的梁、高配筋的梁、浇筑在老商品混凝土上或坚硬岩基上的新商品混凝土)会引起拉应力，而且商品混凝土抗拉强度不高，因而容易引起商品混凝土开裂。
对于承重商品混凝土结构，裂缝会影响承载能力、危及安全和使用寿命；对于挡水建筑物，可能引起渗漏；水分通过裂缝侵入商品混凝土中，容易引起钢筋锈蚀和可溶性侵蚀以及加速冻融破坏，引起一系列危害。
1.2温度收缩温度收缩是工程建设中常见的情况。
产生温度收缩的原因是商品混凝土硬化过程中水泥水化热、气温、太阳辐射作用使商品混凝土在高温下硬化，硬化后降温产生温差收缩所致。
商品混凝土结构突然遇到短期内大幅度的降温,如寒潮的袭击，大坝施工过程中汛期过水等，会产生较大的内外温差，相应产生较大的温度应力而使商品混凝土结构贯穿开裂。
框架轻质填充墙温度和干缩裂缝产生机理的研究的开题报告
框架轻质填充墙温度和干缩裂缝产生机理的研究的开题报
告
一、选题
随着建筑业的不断发展，框架轻质填充墙作为一种新型建材已经广泛应用于住宅建筑中。
然而，在实际施工中，框架轻质填充墙会产生温度和干缩裂缝，这不仅影响
墙体的美观度，还可能影响墙体的结构性能。
因此，研究框架轻质填充墙温度和干缩
裂缝产生的机理具有重要的理论和实践意义。
二、研究目的
本文旨在探究框架轻质填充墙温度和干缩裂缝的产生机理，寻找有效的控制措施，为墙体施工提供科学的理论支撑，并提高墙体的质量和工程效益。
三、研究内容
1. 框架轻质填充墙的基本结构和工艺过程
2. 框架轻质填充墙中温度和干缩裂缝的特点和原因
3. 框架轻质填充墙中各因素对温度和干缩裂缝的影响
4. 框架轻质填充墙中温度和干缩裂缝的控制方法和技术
四、研究方法
本研究将采用实验方法和理论分析相结合的方式，对框架轻质填充墙温度和干缩裂缝的产生机理进行深入研究。
同时，对国内外先进的温度和干缩控制技术进行调研
和综述。
五、预期成果
1. 深入掌握框架轻质填充墙温度和干缩裂缝产生的机理和影响因素；
2. 建立框架轻质填充墙温度和干缩裂缝的数学模型；
3. 提出科学合理的控制措施和技术方法，有效提高墙体的抗裂性能。
六、研究意义
本研究将为墙体施工提供科学的理论支撑，并提高墙体的质量和工程效益。
同时，研究成果也有望推动框架轻质填充墙在建筑业的广泛应用和推广。
浅谈混凝土表面干缩裂缝成因及防治办法
浅谈混凝土表面干缩裂缝成因及防治办法摘要：结合本人的多年实践，针对混凝土表面出现的干缩裂缝，通过力学原理分析形成的原因，有针对性地从多层面、多角度研究防治的方法。
通过理论和实践的有机结合，探求解决问题的方法。
关键词：混凝土：干缩裂缝；防治办法混凝土表面裂缝几乎无处不在，或呈线形分布或成网状分布，或者有规律分布，或者无规则分布。
从混凝土浇筑成型至构件的使用期，混凝土的裂缝几乎伴随其终生。
就其产生的原因，无外乎以下几点：温度和湿度的变化；混凝土的脆性和不均匀性；结构不合理；碱骨料反应；模板变形；基础不均匀沉降；拆模过早；结构性破坏；临时放置位置不当(如箱梁、空心梁板的支座不在永久支座处)；施加预应力时混凝土强度不足。
限于篇幅等原因，本文仅从温度和湿度变化引起的混凝土干缩裂缝进行分析探讨。
1干缩裂缝产生的原因混凝土初期硬化期间水泥放出大量的水化热，内部温度不断上升，在混凝土表面形成拉应力，后期降温过程中，由于受到其他混凝土构件的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。
同时，气温(或者混凝土表面温度)也会在混凝土表面引起很大的拉应力。
当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，便会出现裂缝。
绝大多数混凝土内部湿度变化很小，同时变化也很慢，但表面湿度变化较大而剧烈。
这主要是因为养护不到位、时干时湿，表面干缩变形受到内部混凝土的约束，使表面混凝土受到拉力，导致表面出现裂缝。
众所周知，混凝土是一种脆性的不均匀性的材料，抗拉强度只有抗压强度的1／10左右。
加之，原材料的不均匀性、集料级配的不合理性、水灰比的不稳定性。
运输和浇筑过程的离析现象，振捣过程中出现漏振或者过振的现象，形成一个一个层面，在同一个混凝土构件中，其抗拉强度也不均匀，存在很多抗拉能力很低、易于出现裂缝的薄弱部位。
在钢筋混凝土中，拉应力主要由钢筋承担，混凝土只承受压应力。
如果在其边缘部位出现拉应力，那么只能依靠混凝土自身来承担。
如果产生的拉应力大于混凝土的抗拉强度。
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干缩裂隙的主要研究方法
对干缩裂隙的表面结构形态的研究，由于研究手段的限制，目前的定性研究较多，定量研究较少。
定量研究除了对现场的观察测量加以统计之外，还有一些间接地方式方法对干缩裂隙进行研究；在现阶段，部分学者开始运用数值模拟以及软件的方法来定量的对干缩裂隙的表面结构研究，而目前最典型的定量研究方法包括平面裂隙图像分析系统方法和离散元数值模拟方法。
1.1 平面裂隙图像分析系统
为了清晰地了解土体干缩裂隙的演化规律，以及获取土体土体干缩裂隙的形态参数。
大量学者都进行了很多的尝试，从最开始的主要依靠现场手工测量，但是现场手工测量有着效率低，误差较大等缺点；而后Vogel等借助于拓扑学的概念方法，建立了裂缝面密度、长度密度、欧拉数等指标体系，对裂缝的定量化做了相当有益的贡献但是却存在这过于简单和抽象的缺点。
为了实现对土体平面干缩裂隙图像的无损以及对干缩裂隙的表面形态参数分析，曹玲，王志俭等通过借助于数字图像处理技术，基于MATLAB软件，开发了裂隙网络图像分析系统。
通过该系统对粘性土裂隙的识别，可得到在土体在干缩裂隙形成过程中裂隙的裂隙率、裂隙长度、平均宽度，以及隙宽分布规律和分维等形态参数[10]。
平面裂隙图像分析系统主要是通过数值模拟软件对土体平面裂隙图像的识别，该程序主要包括：图像二值化处理程序、二值图像桥接去杂处理程序、骨架提取程序，二值图像特征参数提取程序以及图形用户界面设计处理程序。
通过了以上程序处理之后，便对土体的平面裂隙进行了读取识别，然后再经过干缩裂隙表面结构形态参数的提取程序，搞程序主要包括：MATLAB变量初始化，然后裂隙率提取，裂隙图像的骨架化，计算裂隙长度，从而获得裂隙平均宽度和裂隙分布率。
基于MATLAB软件开发的裂隙网络图像分析系统，实现了对土体表面裂隙图像的连续、无损、自动化识别，同时基于二值化图像，对土体平面裂隙形态参数进行提取统计，可以得到裂隙率、裂隙长度、平均宽度、裂隙分布率、裂隙分维等基本参数[10]。
该系统除了可以达到以上目标外，还可以对不同时间点的裂隙图片进行统一分析，为土体干缩裂隙的动态演化分析提供准确数据。
虽然平面裂隙图像分析系统有一以上显著优点，但是也存在着只能对平面裂隙形态参数进行
分析，对裂隙深度方向的发展演化分析却不能够适用！
1.2 离散元数值模拟
运用数值模拟来对干缩裂隙演化的研究是一种广泛并且重要的方法。
在近年来，国内外一些学者采用了有限单元法模拟了土体干缩开裂现象，去的了一定的进展和成果；但是，由于土体的干缩开裂破坏过程并不是连续的，而是非连续的过程，基于连续假定的有限元方法存在一定的局限性，比如初始开裂位置需要事先设定，裂缝扩展过程中单元参数需要不断调整等。
而离散单元法相比有限单元法有一定的优势。
由司马军、蒋明镜、周创兵等提出的三维离散元模型[11]，将粘性土简化为由若干收缩颗粒或者团粒胶结而成的集合体。
该三维离散元模型，模拟了薄层粘性土在粗糙边界条件下干缩裂缝的产生和扩展全过程，其三维模型包括颗粒收缩模型，颗粒接触模型，和干缩开裂过程模型。
颗粒收缩模式采用EI Youssoufi 等
[12]、Peron 等[13]提出的经验公式，即
⎪⎭⎫ ⎝⎛=τt a -ex p R R 0 R R τα-dt d = 由于粘土颗粒之间存在非常复杂的物理化学作用，在该模型中，将粘土颗粒之间的作用采用PFC 软件中的胶结接触模型。
离散元数值模拟方法在模拟土体干缩开裂过程中可以获得很多使用准确的成果，具体表现在模拟的开裂机制体现了拉应力和内部缺陷的共同作用；模拟的
裂缝扩展过程表现出三个阶段特征：第一阶段为数量较少的主裂缝起裂、扩展并
相互交叉，第二阶段为次生裂缝逐渐出现，随着裂缝数量、长度和宽度进一步增加，第三阶段为表面裂缝网络结构逐渐稳定，不再产生新的裂缝；土样底边界的粘结强度对裂缝形态具有明显影响，随着粘结强度的降低，裂缝数量减少，宽度增大[11]。
该三维离散元模型很好的模拟了粘性土表面干缩开裂过程，不仅为研究干缩开裂力学机制提供了一种好的新方法，而且为研究模拟土体干缩裂隙表面结构形态提供了好的思路与方法！。