无侧限压缩条件下重塑土微观结构研究
Study on the Microstructure of the Remolded Soil under Unconfined Compression
- 防灾减灾工程学报 2022年42卷第3期 页码：571-578
- 作者机构：
1.南京大学地球科学与工程学院，江苏 南京 210023
2.南京工业职业技术大学，江苏 南京 210023
3.广州市城市规划勘测设计研究院，广东 广州 510060
- 作者简介：
孙茜（1983—），女，副教授，博士。主要从事软土变形方面的研究。E-mail：sqiannju@163.com
阎长虹（1959—），男，教授，博导，博士。主要从事水文地质工程地质方面的研究。E-mail：yanchh@nju.edu.cn
- 基金信息：江苏省高等学校自然科学研究面上项目(18KJB170006);江苏省重点研发计划（社会发展）项目(BE2019705);南京市建设系统科技计划项目(Ks2261)
DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20201125005
中图分类号： TU43收稿：2020-11-25，
修回：2021-01-12，
纸质出版：2022-06-28
- 稿件说明：
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孙茜,阎长虹,刘羊.无侧限压缩条件下重塑土微观结构研究[J].防灾减灾工程学报,2022,42(03):571-578.
SUN Qian,YAN Changhong,LIU Yang.Study on the Microstructure of the Remolded Soil under Unconfined Compression[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(03):571-578.
孙茜,阎长虹,刘羊.无侧限压缩条件下重塑土微观结构研究[J].防灾减灾工程学报,2022,42(03):571-578. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20201125005.
SUN Qian,YAN Changhong,LIU Yang.Study on the Microstructure of the Remolded Soil under Unconfined Compression[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(03):571-578. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20201125005.
摘要
近年来，基坑、隧洞等开挖工程中的卸载作用导致软土结构破坏，进而引起过大侧向变形的工程事故越来越多。土体所表现出来的各种变形及强度特性是其内部微观结构要素调整和演化的综合反映。为了研究结构遭到扰动破坏的软土在无侧限压缩变形后的微观结构特征，将原状软土重塑成不同含水率土样，在不同轴向应力作用下压缩变形稳定后，对土体微结构进行定性和定量分析，探讨无侧限条件下土体的微观结构与宏观变形的相关机理。研究结果表明，软土重塑样的微观结构主要以分散结构和絮凝结构为主，单元体之间多有架空，土体颗粒的接触方式以边-面和面-面接触为主。在无侧限压缩条件下，随着轴向应力和试样含水率的增大，试样的表观孔隙比减小，孔隙形状变得扁平狭长，孔隙的有序性和定向性增强。不同位置的定向性不同，在水平方向上，靠近试样边缘处的土颗粒定向性和有序性更强；在竖直方向上，靠近试样中间位置的土颗粒定向性更强。
Abstract
In recent years， the unloading of excavation engineering activities such as foundation pits and tunnels， has caused the structural failure of soft soil and consequently results in numerous engineering accidents related to the excessive lateral deformation. Various soil deformation and strength characteristics are the comprehensive reflections of its internal microstructure elements adjustment and evolution. In order to study the microstructure characteristics of disturbed soft soil subjected to unconfined compression deformation， the undisturbed soft soil was remolded into soil samples with different moisture contents in this paper. Unconfined compression tests were carried out on these samples under different axial stresses. The qualitative and quantitative analyses of soil microstructure were adopted when the unconfined deformation was stable. The relevant mechanism of soil microstructure and macro unconfined deformation was then discussed. The results show that the remolded soft soil was mainly composed of dispersion and flocculation structures， and there were many overhead structures between the units. The soil particles were contacted with each other mostly in the form of edge-surface and surface-surface contact. With the increase of axial stress and moisture content of soil samples under unconfined compression， the apparent void ratio decreased， the shape of pores became flat and narrow， and both the order and orientation of the pores were enhanced. The orientation characteristics of soil samples varied at different positions： in the horizontal direction， the soil particles near the sample edge were more directional and ordered； in the vertical direction， the soil particles near the middle part were more directional.
关键词
Keywords
references
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