宣城網(wǎng)紋紅土結構性的微觀定量研究.pdf

1、原狀網(wǎng)紋紅土同重塑網(wǎng)紋紅土的宏觀力學特性存在差異，而土體宏觀力學特性由其微觀結構決定。為從微觀角度深入揭示原狀和重塑網(wǎng)紋紅土力學特性差異，本文基于室內(nèi)擊實試驗和SEM-EDS試驗及數(shù)字圖像處理技術，以對他們的微結構進行定量對比分析，分析了不同放大倍數(shù)和不同閾值選取對有效閾值區(qū)間內(nèi)三維孔隙率計算結果的影響，并探討了平均接觸面積率與宏觀孔隙率之間的關系。通過研究得出如下主要結論:
　　(1)基于重塑網(wǎng)紋紅土SEM試驗結果和數(shù)字圖像處理

2、技術，構建了以像素面積為底面、閾值范圍為高度的有效閾值區(qū)間內(nèi)三維孔隙率計算模型，并實際應用于不同試驗條件下的SEM圖像孔隙數(shù)量、面積及孔隙率演變分析，與平面孔隙率方法結果對比表明三維孔隙率計算結果更符合土體孔隙實際分布情況。
　　(2)重塑網(wǎng)紋紅土微觀孔隙率定量結果表明，由SEM圖像計算獲得的三維孔隙率大都大于宏觀孔隙率，2000倍下SEM計算結果更接近宏觀孔隙率，同時發(fā)現(xiàn)閾值選取是定量分析的關鍵點，基于平均閾值獲得的三維孔隙率結

3、果偏差比選取最終閾值獲得的結果要小得多。平均接觸面積率分析表明，試樣計算所得平均接觸面積率大概在3％以下，并結合網(wǎng)紋紅土粘土礦物結合水膜厚度300(A)特點，擬合得到平均接觸面積率與宏觀孔隙率之間的冪函數(shù)關系。
　　(3)原狀網(wǎng)紋紅土微結構研究結果表明，紅色基質(zhì)中土顆粒排列緊密，孔隙率較小且孔隙之間的連通性較差，土顆粒表面比較粗糙;白色網(wǎng)紋中孔隙率大且孔隙數(shù)量多，顆粒多表現(xiàn)為光滑的片狀結構，主要以面面接觸為主。定量分析結果表明紅色