软土固结过程中的微结构变化特征

从粘性土体结构系统观点出发 ,建立了土体结构形态概念模型 ,即土体微结构形态由颗粒形态、颗粒排列方式、孔隙性和颗粒接触关系 4种结构要素定性描述 ,这 4种结构要素分别由颗粒大小、颗粒形状、颗粒定向性等 9种结构参数定量刻划。根据土体具有的非线性特征 ,运用分形几何理论提出了粒度分维、颗粒定向分维等 7项定量表征土体微结构状态的分维指标。在此基础上 ,以厦门软土为例开展了软土固结过程中的微结构变化规律研究 ,发现固结过程中软土微结构要素调整变化具有明显的阶段性 ,前期为剧烈调整阶段 ,后期为缓慢变化阶段 ,整体表现为分维指标下降的趋势 ,从而为软土结构力学模型的建立奠定了基础。     

新疆伊犁地区黄土与古土壤的微结构及矿物成分分析

利用偏光显微镜对伊犁地区新源县则克台剖面黄土与古土壤进行分析,观察到黄土的微结构为粉砂细粒支架－镶嵌孔隙－斑状胶结类型,古土壤则属于砂粉土分散－镶嵌斑状－基底胶结类型。二者的矿物种类差异不大,只是相对含量有所变化。古土壤中原生矿物略有减少,次生、蚀变矿物含量相应增加,铁染较普遍,加外,溶解－再沉淀作用常使矿物细粒化,或形成粘土矿物和次生碳酸钙的微粒集合体和微晶充填在次生大孔隙中。这些特征在黄土中料     

差异水动力导致黄河口粉质土微结构分形特征变化实例研究

在黄河三角洲北部潮坪上选择典型研究区。区内通向油井的道路的修建使北侧水动力条件明显强于南侧。对两侧原状土样进行粒度成分测试和微观结构观测,并利用分形理论进行分析。结果发现,在水动力作用强区中,粒度分维值随深度的变化曲线大致呈反“S”型,颗粒分布分维值随深度单调递增(表层除外),颗粒定向性分维值随深度的变化曲线呈“S”型;在水动力作用弱区,粒度分维值和颗粒分布分维值随深度单调增大,颗粒定向性分维值随深度的变化曲线呈平缓的反“S”型。这些参数的变化较好地反映了不同深度处沉积物的层化现象。     

温控加热下低表面能铝氧化膜的制备及其耐腐蚀初步研究

在氧化铝表面添加有机镀层可以降低其表面能,然而有机镀层具有附着力低、不稳定及污染环境等缺陷。PAOF（多孔氧化铝薄膜）在仿生学上具有类似自然界低表面能生物的表面微结构,为达到进一步提高其表面接触角目的,本研究采用加热冷却等对其进行处理。通过SEM观察,制得的低表面能材料具有约176 nm孔径的规则光滑多孔结构。表面元素分析表明加热处理后和处理前的表面具有一致的化学组成。推断是加热冷却过程使阳极氧化生成的铝氢氧化物和水合物复合结构发生失水,从而露出基底部规则的多孔结构。根据计算,当多孔表面的孔径约为176 nm时,孔中的水滴表面张力和孔隙大气压力将和水滴重力形成力学平衡。电化学实验结果表明,低表面能多孔氧化铝比普通氧化铝具有更低的腐蚀电流。     

循环振动导致黄河口潮坪土成分结构变异研究

在黄河三角洲潮坪采集循环振动荷载施加前后长1 m的原状样各一个,在实验室对原状样以10 cm为间隔取样,进行粒度成分分析和微结构观测,研究循环振动荷载导致的海床土成分与结构的变化。发现总体上振动导致土体颗粒长轴呈现竖向排列趋势,深0~40 cm的表层土细粒含量增高,级配变好;深40~70 cm土体细粒含量降低,级配变差;70 cm以下土体受振动影响不明显。现场海床土孔隙水压力监测结果表明,这种海床土的成分结构变异与循环荷载导致土体重复液化及渗流场作用有关。     

土的微观结构研究概况和发展

土体的工程力学特性受许多因素的影响,其中土的微观结构特征是重要因素之一,近年来受到许多工程技术人员和科研人员的重视。本文简要地回顾了土结构研究的历史进程,扼要介绍了国外的某些研究内容,成果和我国近几年来对不同代表性土的研究结果。最后,对微结构研究的进一步发展提出了一些看法。     

硫酸钠盐渍土击实特性与压实度评价试验研究

合理的压实度对减小硫酸盐渍土地基的盐胀和溶陷病害具有重要意义。为探讨硫酸盐渍土的击实特性、击实后的微结构特征以及合理的压实度评价方法,对不同试样制备条件下的硫酸盐渍土进行了击实试验和电镜扫描。结果表明,硫酸盐渍土的击实特性和击实后的微结构特征与土中硫酸钠的状态密切相关：硫酸钠溶液具有润滑性,其含量的增加能显著提高硫酸盐渍土的击实性能,击实后,试样的土团粒主要呈表面光滑的薄层状,土体为流纹状镶嵌结构;而十水硫酸钠具有支架作用,其含量的增加使硫酸盐渍土的击实性能大幅降低,击实后,试样的土团粒呈浑圆状、粒径很小,土体为网状架空结构。根据这一新认识,进一步分析了试样制备方法和闷料时间对硫酸盐渍土压实度的影响,并给出了相应的压实度评价建议。该研究成果可为硫酸盐渍土压实度的合理评价提供理论依据,对硫酸盐渍土地基的辗压施工工艺具有参考价值。     

土工膜微结构破损机理分析

为了探讨土工膜的微观结构特性和对其破坏渗漏机理做微观评价,采用光学显微镜和电镜对在各种不同延伸率受力状况下的土工膜微结构进行了分析。其研究的难点为拍摄一定延伸率下土工膜微结构技术及显微图像的数据处理。由显微成像得知：光镜与电镜成像结果是一致的,土工膜破坏不仅与颗粒杂质有关,而且与结构本身塑性有关。     

三峡水库消落带土壤团聚体微结构变化特征

三峡水库落差30 m的反季节水文节律使消落带的地形、植被和土壤发生了巨大变化,特别是土壤团聚体微结构对干湿交替作用极为敏感。为了明确三峡水库消落带水位周期性涨落对土壤团聚体微结构的影响,采集消落带145～155 m、155～165 m、165～175 m的表层土壤,以未淹水高程180 m的土壤为对照,采用同步辐射显微CT及图像处理技术,对土壤团聚体微结构变化特征进行分析。结果表明:(1)团聚体孔隙度随水位高程的降低而显著降低,与180 m的孔隙度相比,165～175 m、155～165 m和145～155 m的孔隙度依次降低了21.80%、47.68%和59.58%;孔隙数量和孔隙节点数量随水位高程的降低显著减少,最大降幅分别为56.64%和91.18%;孔隙分形维数随水位高程降低而降低,欧拉值则随水位高程的降低而增大;(2)团聚体孔隙度以100μm的通气孔隙度为主,随着水位高程的降低,通气孔隙度逐渐降低,而30μm的贮存孔隙度和30～100μm的毛管孔隙度先增加后降低;(3)团聚体孔隙形状以瘦长型孔隙为主,随着水位高程的降低,瘦长型孔隙占孔隙度的百分比显著降低,而规则孔隙和不规则孔隙占孔隙度的百分比显著增加。三峡水库消落带水位周期性涨落对团聚体孔隙数量、大小分布、形状特征等影响显著,团聚体孔隙特征参数随水位高程的变化,主要受淹水时间、淹水深度和干湿交替等因素的影响。研究结果可为三峡水库消落带土壤抗蚀能力及岸坡稳定性评价提供依据。     

砒砂岩的微结构定量化特征研究

应用光学显微照相和图像分析处理技术,对8份砒砂岩样进行了微结构定量化特征分析;运用多元线性回归对砒砂岩物理力学性质与其各微结构定量化参数进行了关联分析.研究表明,砒砂岩的抗压和抗拉强度与其颗粒的大小、形态、分布及排列及孔隙分布密切相关.一般而言,颗粒的粒径、平面分布分维和定向分维越小,砒砂岩的物理力学强度就越高,抗压和抗拉强度就越好.