论文部分内容阅读
在温度变化、孔隙化学溶液成分改变等环境荷载作用下，粘性土表现出强烈的物理化学效应和复杂的工程力学特性。探清孔隙化学溶液对粘性土的工程力学特性的影响规律和作用机理是有效模拟粘性土在复杂环境荷载作用的行为特性以及解决目前环境保护、能源开采、核废料处置等很多重大工程问题的关键。因此，研究孔隙化学溶液对粘性土的强度和持水特性的影响机制具有重大的理论意义和实践价值。本文通过大量室内试验，阐明了NaCl浓度对高岭土残余强度以及对膨胀土持水特性的影响规律，揭示了孔隙溶液浓度变化对粘性土残余强度以及持水特性的影响机理，为模拟复杂环境条件下粘性土的工程力学特性提供理论基础。本文的主要研究内容及结论如下: (1)设计了一套淋滤制样装置，能够模拟任意孔隙化学溶液与土体之间的相互作用。经检验具有较好的淋滤效果。并且可与环剪仪结合，研究粘性土在不同化学溶液作用下的强度特性。 (2)通过大量环剪试验，阐明了NaCl浓度对高岭土的残余强度的影响规律及作用机理。盐溶液对高岭土的残余强度有较大影响，在较高浓度的NaCl溶液作用下，高岭土的残余强度与蒸馏水作用时相比有较大的提高，这主要是颗粒间引力随NaCl浓度增大所致。当NaCl浓度低于0.2mol/l时，在颗粒间引力、双电层斥力以及结构和密实度改变三大因素共同作用下，高岭土呈现出较复杂的强度特性。 (3)通过蒸汽平衡法和压力板仪法测定了不同浓度NaCl作用下膨胀土的土水特征曲线，分析孔隙溶液对粘性土土水特征曲线的影响规律，试验结果表明，NaCl浓度对基质吸力影响不大，但对总吸力有较大影响，这主要是盐溶液的作用导致渗透吸力增大所致。当土体中含有一定盐分时，渗透吸力可能占到总吸力的较大比例，所以在实际应用中，不能直接用总吸力值代替基质吸力值。在脱湿或者含水量变化过程中，土样的渗透吸力会产生较大变化，此时假定渗透吸力是常量是不合适的，可以采用修正的渗透吸力计算模型计算考虑含水量变化时渗透吸力的大小。 (4)利用基于核磁共振技术的土体吸附水含量测定方法测试了不同浓度NaCl作用下粘性土的吸附水含量，探讨盐溶液浓度对粘性土吸附水含量的影响。试验结果表明，NaCl溶液浓度对粘性土吸附水含量有较大影响，随着NaCl浓度升高，吸附水含量降低，认为这是双电层压缩所致。