桂林紅粘土裂隙特性及強(qiáng)度衰減的研究.pdf

1、桂林位于廣西省東北部,地處低緯,屬中亞熱帶季風(fēng)氣候,全年多雨,且雨熱基本同季。在這種自然條件下對于桂林地區(qū)廣泛分布的紅粘土的力學(xué)結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)造成一定的影響性,在實(shí)體工程當(dāng)中,比如邊坡、基坑的開挖中,土體裂隙的發(fā)育導(dǎo)致其本身所能承受的極限強(qiáng)度下降,往往在未達(dá)到能承受最大應(yīng)力情況下發(fā)生臨空面垮塌、地面塌陷等等,造成一定的人員傷亡和人身財(cái)產(chǎn)的損失。因而,認(rèn)識紅粘土裂隙特性并降低其在實(shí)際工程中的破壞性,對于工程的施工和提高工程體的安全性有著很

2、重要的意義。
　　本文通過室內(nèi)試驗(yàn)的手段,采用多因子的試驗(yàn)方法,分別對紅粘土的裂隙成因、不同試驗(yàn)條件下裂隙的發(fā)展趨勢、裂隙的分形特征以及裂隙對紅粘土強(qiáng)度影響性等方面進(jìn)行了系統(tǒng)地討論和研究。試驗(yàn)的主要內(nèi)容有:
　　1、紅粘土的裂隙成因機(jī)制研究。采用多因子的試驗(yàn)方法,對紅粘土的干密度、含水率、溫度和試樣尺寸等因子進(jìn)行控制,將其進(jìn)行直接烘干后的土樣與進(jìn)行人工濕化試驗(yàn)和真空滲透試驗(yàn)后的試樣進(jìn)行對比。得出在改變干密度、含水率、溫度和試

3、樣尺寸等因子的前提下,單獨(dú)烘干試驗(yàn)方法下紅粘土不會出現(xiàn)裂隙,而反復(fù)進(jìn)行干濕循環(huán)后的試樣裂隙隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增加發(fā)育得愈加明顯;此外,人工濕化試驗(yàn)和真空滲透試驗(yàn)兩種不同試驗(yàn)方法對于試樣的影響性也有強(qiáng)弱之分;
　　2、研究紅粘土裂隙的分形特征。對裂隙擴(kuò)展過程中的紅粘土試樣進(jìn)行跟蹤拍攝,使用photoshop等圖形軟件對紅粘土裂隙圖像進(jìn)行去噪,灰度化、二值化和凸顯化效果等處理,分析紅粘土裂隙的發(fā)展趨勢;合理運(yùn)用Matlab編寫程序語言

4、對二值化后的裂隙圖像的像素進(jìn)行提取和統(tǒng)計(jì),統(tǒng)計(jì)紅粘土裂隙的幾何參數(shù)特征,求出裂隙的分形維,并研究裂隙幾何參數(shù)與干濕循環(huán)次數(shù)的關(guān)系;
　　3、研究紅粘土裂隙對其土體強(qiáng)度的影響性。分析紅粘土裂隙從開裂、擴(kuò)展到穩(wěn)定的力學(xué)機(jī)制,研究土體強(qiáng)度與干濕循環(huán)次數(shù)、裂隙率和分形維之間的幾何關(guān)系,得出土體強(qiáng)度隨著干濕循環(huán)次數(shù)、裂隙率和分形維的增大,都有在短期內(nèi)強(qiáng)度略微提高,后期快速下降的趨勢,直至5次干濕循環(huán)后裂隙發(fā)育趨于穩(wěn)定,說明干濕循環(huán)次數(shù)、裂隙