粉质黏土冻融前后细观结构试验研究

为探究软土融沉变形的细观机理,以上海地区粉质黏土为研究对象,通过开展冻融(freeze-thaw,F-T)试验和X射线计算机断层扫描成像技术(X-ray Computed Tomography,X-CT)试验,并结合图像处理技术和分形理论,分析有无补水条件饱和粉质黏土冻融前后细观结构的变化规律.试验结果表明,不补水条件下发生了冻融颈缩现象,而补水条件下未发生;冻融后CT灰度强度平均值的变化与土体含水率、孔隙率和干密度的变化之间均呈良好的线性关系;基于提出的土体CT图像细观孔隙识别方法,发现冻融显著改变了土体的横截面细观孔隙率和平均孔径,补水条件最大变化发生在未冻区,而不补水条件则发生在邻近最终冻结锋面处;分形维数与横截面孔隙率和平均孔径均呈良好的线性关系.此研究表明,有无补水条件下冻融后土体细观结构的变化具有明显差异性,补水条件下冻融更显著改变土体细观孔隙结构.