【摘 要】
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桂林属于亚热带季风气候,全年高温多雨,且雨热基本同季。在这种自然环境下,红黏土因反复胀缩产生裂隙,导致土体渗透性增大,强度下降,易引发地质灾害。因此认识红黏土在反复干
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桂林属于亚热带季风气候,全年高温多雨,且雨热基本同季。在这种自然环境下,红黏土因反复胀缩产生裂隙,导致土体渗透性增大,强度下降,易引发地质灾害。因此认识红黏土在反复干湿循环过程中的裂隙特性及其土体渗透性能,对研究边坡稳定、路基病害等问题十分重要。开展重塑红黏土裂隙发育规律的研究能够为处理和预防此类工程问题提供参考依据。本研究以桂林市雁山区红黏土为例,通过室内干湿循环试验,利用数字图像处理技术和Matlab软件研究干湿循环效应对红黏土土体表面裂隙开展和发育的影响以及裂隙对土体渗透特性的影响,主要的研究内容及成果如下:(1)采用数码相机对红黏土表面裂隙进行拍照获取裂隙数字图像,并在Matlab软件环境中改进传统图像的处理方式,从而提高了裂隙率的统计精度和准确度。通过Matlab软件编程统计裂隙二值图像的分形维数,分析了土体的分形维数和裂隙率的关系。(2)通过脱湿试验,研究了不同的脱湿温度对红黏土裂隙开展和发育规律的影响。结果表明,在较低的脱湿温度下,红黏土在干湿循环过程中裂隙面积存在峰值,而在较高脱湿温度下,裂隙面积则呈现增大的趋势。(3)通过湿化试验,研究了不同的增湿方式对红黏土裂隙开展和发育规律的影响。结果表明,喷雾饱和方式对小尺寸试样表面冲刷和扰动效果明显,不利于裂隙特征提取,抽真空饱和方式首次产生的张拉裂隙会对之后干湿循环裂隙的发育起到控制作用。(4)通过对试样进行五次干湿循环。结果表明,试样表面裂隙形态和分布受初始含水率高低的影响,裂隙率会随干密度的增大而减少。同一个裂隙评价指标在干湿循环次数中的变化规律大致可以分为三类。(5)通过变水头渗透试验,研究了不同干密度和不同含水率的试样在五次干湿循环试验中渗透系数的变化曲线。结果表明:红黏土的渗透系数随干密度的增大显著降低,随初始含水率的增加而增大,并会在最优含水率处出现峰值,可以用渗透系数的变化过程反映土体表面裂隙的发育渐变过程。
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