浅谈饱和度对黄土湿陷性的影响

１ 试 验概况
本文 中试 验所用 土样为 选 自Ｌ西 、 西 、 Ｌ 陕 ｌ 甘肃等 主要 黄土分 布地 区的典型湿陷性 黄土。采用 Ｈ Ｔ Ｃ Ｉ Ｍ一００型 扫描 电子 ＩＡ Ｈ １０ Ｔ 显微镜进行 图像采集 。选用专业的图像处理 系统 Ｃ Ｉ ｏ Ｖ Ｐｔ ｌ ｏ ｓ图像 分析软件对微 观图像划分 区域 、 进行 图像二相化处理。
． 用的手段 。借助扫描电镜技术 ， 众多学者不但提 出了许多微观结 ２ ２ 微 观 孔 隙 特 征
构 的新概念 ， 对土体 的各个组 成部分及 其结 构特征进 行 了研 究 ， 的研究开辟了新的途径 。 孔 隙是 黄土 的重要微结构 要素之一 ， 仅直接影响 土的工程 不 要影响。黄土 中的孔 隙按照骨 架颗粒 的排列方 式可分 为架 空孔 同时影响土的渗透性 。微观孑 隙特征 对黄土湿陷性有 着重 Ｌ 并把这些结构特征同黄 土的湿陷性联 系起来 ， 为黄 土的湿陷机理 性 质 ， 粒问孔隙和集粒 内微孔 隙。 本文借助现代测试技术 ， 黄土 的微 观结 构特征 分析人 手 ， 隙 、 从 １ 架空孔 隙是 由一定 数量 的骨 架颗 粒松 散排 列成 的孔 隙。 ） 利用扫描 电镜技术及计 算机微 观图像处 理技术 分析 了一些地 区
为 了 更 客 观真 实 的研 究 黄 土 微 观 结 构 与 湿 陷 性 的关 系 ， 用 利
应 力作用下 ， 就会 失去 稳定 ， 颗粒将 重新 排列 ， 围颗粒 落入孔 周 中， 土体结构产 生不可恢复 的突然变形 。架 空孔 隙的存在是 黄土 产 生湿 陷的一个重要原 因。２ 粒 间孔 隙是 存在 于碎 屑颗粒 或集 ） 粒 之间的孔 隙， 一般孔径小于周 围碎 屑颗粒的粒径 。３ 集粒 内微 ） 孔 隙是普遍存在于集粒内部的微孔 隙 ， 在天 然含 水量下受力作用 时基本保持稳定状态 ， 在浸 水时微 孔 隙重 新排列 ， 向新 的稳定状 态发生变形 。集粒 内微孔 隙 的存在是 黄土产生 湿陷 的另一个 重
要原 因。
Ｍ Ｐ Ｓ图像分析系统对微观 图像进行孔隙图像分析。 ＩＡ 具体的微观图像分析方法如下 ： ） Ｌ １ 孑 隙分类。根据等效直径 的大小 ， 黄土 的微观孔 隙 可以分成 以下 四类 ： 大孔 隙 ， 中孔 隙 ， 小 孔隙 ， 微孔隙 。２ 孑 隙筛选 。３ 测量孔隙率 。 ）Ｌ ） 为了探寻黄土微观孔隙对湿陷性的影响 ， 利用 ＭＩＡ Ｐ Ｓ软件进 行孔隙率的测量 ， 包括测量 二相图 的孔 隙率 ｎ 大 孔隙率 ｎ ， Ｌ ， ． 中孑
２ ３ 微 观结 构连Hale Waihona Puke Baidu ．
架空孔 隙和集粒 内微孔隙的同时存在是黄土产生湿陷性的主要原 因。 关键词 ： 湿怡 性黄土 ， 湿陷系数 ， 微观结构
中 图分 类 号 ：Ｕ ４ Ｔ ７４ 文 献 标 识 码 ： Ａ
黄土广泛分布 于我 国西 北 、 北地 区， 为地基用 于各类 建 粒 ， 华 作 是黄土结构的主要骨架颗粒。由若 干集粒可 以组成 大的集粒 称为集粒群。在荷载作用 下集粒 可以看作 和颗 粒一样整 筑工程 中已有漫长 的历史 。湿 陷性黄土在 天然低 湿度 下具有 明 集合体 ， 显的高强度和低压缩性 ， 一旦浸水会发生强度 大幅度骤降和变 形 体运动 ， 而集粒群有可能 出现破损 ， 集粒 间的联结较弱。 大幅度突增 。建造 在湿 陷性黄土 地基上 的建筑 物 由于施 工 中或 黄土的微结构就是 由这些骨架颗粒松散堆 积 、 互相 联结而成 结构体 系的强度和 建成 后 使 用 过 程 中 地 基 被 水 浸 湿 而 导 致 建 筑 物 沉 陷甚 至 破 坏 的 的空问结构体 系。按照空间结构力学的观点 ， 事故屡见不鲜 。随着湿 陷性黄土地 区工程 建设 事业 的发展 ， 入 稳定性 取决 于骨架颗粒 的刚度 、 位体 积内连接点 的数 目和连接 深 单 研究湿陷性黄土的微观 结构 ， 正确评 价黄土 的湿陷性 ， 理控制 点强度 。黄土的湿陷 过程就是 骨架颗 粒的分 解和重新 排布 的过 合 程。碎屑颗粒在水或外力的作 用下 ， 其结构 方式 由支架接触 逐渐 黄土 的湿陷变形 ， 对西部的建设 有着极为重要 的意义。 如今从微观结 构人手对 黄土湿 陷机理进 行分 析 已经 成为 黄 向镶嵌接触过渡 。集粒中部分 颗粒 在水或外力作 用下发生破 坏 ， 土 的研 究 热 点 之 一 。扫 描 电 子 显 微 镜 是 当 前 微 观 结 构 研 究 最 常 由较 大颗 粒 向细 小 颗 粒 变 化 。
第３ ６卷 第 ３ ２期
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２０ １ 年 １ １月 ０
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ３ １３ ． ２ ＮＯ ． ２ ０ Ｖ ０１
文章编号：０ ９６ ２ （０ ０ ３ 一１４０ １０ —８ ５ ２ １ ）２ Ｏ —２ １
的典 型 黄 土 试 样 的 结 构 组 成 ， 性 描述 了黄 土 的 微 观 结 构 特 征 ， 这 种孔 隙从空间结构力学原理来 分析是不稳定 的 ， 定 有多余 的 自由
探讨黄土的微 观结构对黄土湿陷性的影响。
度 。这 种 孔 隙 一 般 直 径 大 于 其 周 围 颗 粒 的 直 径 ， 一 定 的 动 、 在 静
浅 谈饱 和度 对 黄 土 湿 陷性 的影 响
潘 春 梅
摘 要： 借助现代测试 手段和计算机 图像分析技术， 通过对不同地 区湿 陷性黄土 的微观 图片进行处理 和分析 ， 性 的描 定
述 了湿 陷性 黄 土 的微 观 结 构特 征 ， 骨 架 颗 粒 、 观 孔 隙 和颗 粒连 接 方 式进 行 分 类 ， 究 其 对 黄 土 湿 陷性 的 影 响 ， 出 了 对 微 研 指