干湿循环作用下膨胀土裂隙演化规律及其对抗剪强度影响

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1、第4O卷，第4期公路工程Vo1．40，No．42015年8月HighwayEngineeringAug．，2015干湿循环作用下膨胀土裂隙演化规律及其对抗剪强度影响韦秉旭，黄震，高兵，朱海(长沙理工大学交通运输工程学院，湖南长沙410004)[摘要】运用计算机图像处理软件对干湿循环作用下膨胀土表面裂隙的特征进行了表征，分析了膨胀土表面裂隙的演化规律，并结合直剪强度试验结果，探讨了表面裂隙形态的力学效应。结果表明：裂隙的节点个数、条数、总长度、区块个数、裂隙率和分形维数随土样干湿循环次数的增加而增加，而裂隙的平均长度、区块平均

2、面积却相应的减小；第1次循环后，裂隙参数变化幅度最大，并干湿循环次数的增大逐渐趋于稳定。随着膨胀土表面裂隙网络裂隙率和分形维数的增大，粘聚力呈单调减小。而内摩擦角与裂隙网络分形维数和裂隙率的相关性较低。膨胀土抗剪强度随裂隙表面分形维数以及裂隙率的变化规律与抗剪强度随干湿循环次数的变化规律一致。[关键词]道路工程；膨胀土；干湿循环；演化规律；抗剪强度[中图分类号】U416．167[文献标识码】A[文章编号】1674一o61o(2015)04—0127—04CrackEvolutionRulesofExpansiveSoilan

3、dtheEfectOftheShearStrengthundertheActionofDry-wetCirculation．WEIBingxu，HUANGZhen，GAOBing，ZHUHai(CollegeofTransportationEngineering，ChangshaUniversityofScience&Technology，Changsha，Hu—nan410004，China)[Abstract]Thecomputerimageprocessingsoftwareisusedtorepresentthech

4、aracteristicsofthefracturesurfaceofexpansivesoilunderdry-wetcycles，analysestheevolutionrulesofexpansivesoilsur—facecrack，andcombinedwiththetestresultsofdirectshearstrength，mechanicalefectsofsurfacecrackmorphologyisdiscussed．Theresultsshowedthat：thefracturenodenumbe

5、r，articlenumber，totallength，numberofblocks，crackrateandthefractaldimensionincreaseswiththeincreaseofthedry-wetcycles，andtheaveragelengthofcrack，theaverageblockareaisdecreasedaccordingly；Afterthefirstcycle，thefractureparametervariationisthelargest，andtheincreaseofdr

6、y-wetcyclesgraduallystabi-lized．Withtheincreaseofexpansivesoilsurfacecracknetworkandfractaldimension，thecohesiveforceismonotonedecreasing．AndthecorrelationofinternalfrictionAnglewiththefracturenetworkoffractaldimensionandcrackrateislow．Thechangerulesofexpansivesoil

7、shearstrengthwithcracksurfacefraetaldimensionandthecrackrateisthesameastheshearstrengthwiththedry-wetcycles．[Keywords]roadengineering；expansivesoil；dry—wetcycling；evolutionrules；shearstrength面，裂隙为水分的入渗和蒸发提供方便之门。干湿1概述循环作用下裂隙的产生和发展降低了土体的强度，膨胀土具有胀缩性、裂隙性及超固结性三大特从而导致膨胀土

8、边坡在雨季频繁的发生滑坍等失稳性，其中裂隙性对膨胀土边坡稳定性影响极大。在破坏。因此，研究干湿循环作用下裂隙的演化规律自然环境中，膨胀土的开裂主要是由于气候反复干及其对膨胀土体强度的影响，对于揭示膨胀土边坡湿循环导致土体的反复胀缩引起的。一方面，裂隙的失稳破坏机制以及采取合理的工程措施进行