水土作用对桂林重塑红粘土工程性质和微观结构的影响

摘要

水土作用对桂林重塑红粘土的工程性质和微观结构具有一定影响，本文通过室内实验研究水土作用对桂林重塑红粘土物理力学性质以及微观结构的影响，分别从宏观和微观的角度解释桂林重塑红粘土水土作用的机理，并得到了如下结论：
　　（1）经过浸泡7d后重塑土体的强度指标均有不同程度的下降（未恢复初始含水率），与未经过水土作用的土样的强度指标相比，在纯水中浸泡的土样强度指标降幅最小，粘聚力下降77.5％，内摩擦角下降9.0%，浸泡在pH=3、浓度为0.5mol/L CaCl2溶液中的土体强度降幅最大，粘聚力下降94.5%，内摩擦角下降47.7%；在NaCl和CaCl2溶液中浸泡的土样无论处在何种pH值的条件下抗剪强度随着溶液浓度的增加而逐渐减小，酸性或碱性的增强都会进一步对土体的强度造成损伤，酸性环境的影响大于碱性环境的影响，对于内摩擦角的影响小于对粘聚力的影响。
　　（2）经过浸泡7d后重塑土体的压缩性均会提升（未恢复初始含水率），与未经过水土作用的土样相比，在纯水中浸泡的土样的压缩性变化最小，其中压缩系数增大了40%，压缩模量下降了26.2%，浸泡在pH=3、0.5mol/L CaCl2溶液中的土体的压缩性指标变化最大，压缩系数增大了2.5倍，压缩模量下降了69.5%；在NaCl和CaCl2溶液中浸泡的土样无论处在何种pH值的条件下压缩性随着溶液浓度的增加而逐渐增大，处于酸性环境或碱性环境都会进一步加大红粘土的压缩性，酸性环境的影响大于碱性环境的影响，在相同环境中氯化钙溶液与氯化钠溶液相比能更大程度的提高红粘土的压缩性。
　　（3）经过浸泡7d后的土体的界限含水量均会改变，总体趋势是随着溶液浓度的增大在NaCl和CaCl2溶液中浸泡的土样液限和塑性指数增大、塑限减小，且随着酸性和碱性的增强会进一步加大这一趋势。
　　（4）经过浸泡7d后的土体的膨胀收缩特性均会改变，总体趋势是在 NaCl和CaCl2溶液中浸泡的土样的自由膨胀率、线缩率、体缩率会随着溶液浓度的升高而增大，其中自由膨胀率在酸性相同条件下随着pH值的减小而增大，线缩率和体缩率则无明显规律，而在碱性环境中自由膨胀率随着pH值的升高而增大，线缩率和体缩率则无明显规律。
　　（5）未经处理的红粘土是由大小不一的颗粒结构单元凝聚而成，小单元充填在大单元的周围，颗粒间排列比较紧密，没有明显的分界线，土体经过纯水浸泡7d后变得多孔疏松，颗粒间变得松散，孔隙率增大，没有浸泡前的紧密，且在溶液浸泡后土体进一步软化，土颗粒间的游离氧化铁胶结以及部分盐胶结被进一步的破坏，内部孔隙被贯通，孔隙进一步加大，失去游离氧化铁的胶结的集粒间孔隙的增大不仅破坏了土体的结构性强度，还提高了土体的压缩性。
　　（6）红粘土分别在NaCl、CaCl2的中性溶液中浸泡7d后Na和Ca的质量是随着溶液浓度增加而增大，溶液浓度与土中游离氧化铁的含量呈负相关性，Na和Ca的质量随着溶液浓度的增大分别增加2倍和3倍，Fe的质量分别降低7.6%、18.4%；水土作用中处于酸性环境或碱性环境都会进一步加大重塑红粘土本身元素的变化，具体表现为Na和Ca的质量进一步增加，Fe的质量降低，且在相同的情况下酸性环境对于土体元素的影响要大于碱性环境中浸泡的土样。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1研究背景及研究意义

1.2 红粘土的研究现状及评述

1.3水土作用研究的现状

1.4目前研究中存在的问题

1.5本文主要的研究内容

1.6本文的组织安排

1.7本章小结

第二章 水土作用对桂林重塑红粘土抗剪强度的影响

2.1 引言

2.2试样的制备和实验方案

2.3直剪试验的仪器设备和过程步骤

2.4直剪试验结果及分析

2.5本章小结

第三章 水土作用对桂林重塑红粘土压缩变形的影响

3.1 引言

3.2试样的制备和试验方法

3.3压缩试验的仪器设备和过程步骤

3.4压缩试验的结果及分析

3.5本章小结

第四章 水土作用对桂林重塑红粘土液塑限的影响

4.1引言

4.2试样的制备和试验方法

4.3液塑限试验的仪器设备和过程步骤

4.4液塑限试验的结果及分析

4.5本章小结

第五章 水土作用对桂林重塑红粘土膨胀收缩特性的影响

5.1引言

5.2试样的制备和试验方法

5.3自由膨胀率试验的仪器设备和过程步骤

5.4收缩试验的仪器设备和过程步骤

5.5试验的结果及分析

5.6本章小结

第六章 水土作用对桂林重塑红粘土微观结构的影响

6.1引言

6.2电镜扫描（SEM）和能谱分析（EDS）的仪器设备

6.3试样的制备和试验方法

6.4试验的结果及分析

6.5本章小结

第七章 结论和展望

7.1 结论

7.2展望

参考文献

附录

致谢