酸蚀-冻融循环耦合作用下红黏土力学特性与微观机理研究

摘要：

为研究酸性环境对冻土地区路基强度与稳定性影响,对不同酸性浓度和不同冻融循环次数的红黏土试样进行常规三轴压缩试验(CU),分析酸蚀-冻融循环耦合作用下红黏土力学性质损伤劣化过程,并通过扫描电子显微镜(SEM)试验识别酸蚀-冻融循环耦合作用诱发红黏土微观结构演变与损伤机理.研究结果表明:红黏土与盐酸溶液反应后,应力-应变曲线呈现应变软化型,而随冻融循环次数增加,软化特性逐渐减弱;酸性溶液侵蚀土体结构,冻融循环作用使土体结构破坏和水分迁移,二者联合作用增大土体孔隙率,从而降低土体抗剪强度,通过对变形模量与冻融循环次数的非线性拟合,表明变形模量随冻融循环次数增加呈指数型劣化规律;初次冻融循环便会对红黏土抗剪强度、变形模量与黏聚力造成大幅度影响,但在5次冻融循环后,这些力学参数下降的幅度逐渐趋于稳定;酸蚀作用会降低红黏土凝聚力和内摩擦角,相同pH值时,随冻融循环次数增加,土体凝聚力持续减弱,而内摩擦角变化规律不明显;通过电镜扫描试验的分析表明酸蚀-冻融循环耦合作用破坏红黏土微观结构和改变颗粒间联结形式,增大土体内部孔隙与裂隙,降低土体的力学承载能力,从而劣化土体力学性能.研究成果可为受酸侵蚀的寒区工程项目提供参考.

关键词：酸蚀-冻融循环耦合作用、红黏土、常规三轴压缩试验、电镜扫描试验、抗剪强度

所属期刊栏目：20

分类号：TU432(土力学、地基基础工程)

资助基金：水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室开放基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;湖南省教育厅项目

在线出版日期：2023-11-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：3738-3746