城市環(huán)境下粘性土細觀結構的熱力學行為研究.pdf

1、該文分析地表溫度變化對城市下伏粘性土的擾動水平,研究常溫常壓下粘性土受熱作用的物理-化學表現(xiàn),討論了外界溫度變化引起土中溫度場、化學場變異的事實.同時,在溫度差的作用下,通過試驗探討了粘性土力學屬性的差異,并且對影響粘性土熱力學行為的兩個外部因素(溫度和時間)進行了試驗研究,給出了粘性土細觀結構溫度效應與時間效應的分析結果:隨著溫度升高,粘聚力c值不斷增大,在30℃~50℃之間存在一陡峭段,而內摩擦角ψ變化有起伏;當時間序列加長后,粘聚

2、力c亦是增大,而內摩擦角ψ有起伏變化,整體呈遞減趨勢.因此,從溫度場變異引發(fā)濕度場、化學場改變的試驗結果,證實了城市"熱島"會波及城市下伏粘性土,會導致土體性狀變異的事實.土中的液相是土體結構中非常活躍的部分.熱島效應引發(fā)城市下伏粘性土受熱擾動,于是土體內部離子的運動也發(fā)生了改變,它通過土中孔隙溶液組份的析出與顆粒礦物的溶入來改變粒間的連接,進而影響土體的結構強度.該文研究土體細觀結構固有的內在屬性(包括土中水份、孔隙溶液組份、pH值)

3、在溫度場作用下的力學表現(xiàn),揭示溫度及其作用時間、孔隙溶液組份、酸堿度對粘性土細觀結構力學行為的影響.在以上試驗研究的基礎上,對粘性土細觀結構的熱力學行為進行機理研究,首先從溫度場與濕度場的相互作用出發(fā),開展土體含水量、內作用力、水勢的熱作用闡述,并引入分形幾何理論,對粘性土的熱敏粒組進行了理論解釋;其次從溫度場引起化學場的變化,尤其是可溶鹽的溶蝕、結晶析出與氧化還原反應證實了熱敏化學組份的存在,最后從熱-化學-力學三者聯(lián)動揭示粘性土細觀