原状全风化花岗岩三轴实验CT监测研究

摘要

利用可测孔隙水压力和可控排水条件的土静三轴实验装置和螺旋扫描CT,对香港原状全风化花岗岩进行了三轴固结不排水(CU)实验CT动态监测研究。样品应力-应变曲线和实验前后宏观变化特征显示,在不同围压下样品呈现出剪切破坏和剪切-蠕变破坏的差异。CT图象和CT数的结果表明土体原始结构很不均匀。固结使土体孔隙压缩,样品变密。受土体结构(主要是粗大未全风化的钾长石团斑边缘弱区和残余结构面)和围压条件控制,剪切过程中土体细观损伤呈空洞-裂隙-空洞形式的演化。土体在达到峰值前经历了很长的塑性变形阶段。裂隙损伤由空洞损伤发展而来,并沿最大剪裂面集中发展。残余变形阶段强度呈稳态,CT图象显示主破裂面贯通,其周围有多处空洞损伤。对比实验发现,这种同CT扫描仪配套的新三轴仪给出的应力、应变结果可同常规三轴实验很好地联系起来。该仪器和方法可望为新近提出的土体结构力学研究提供观测与量化分析手段,也可为土体结构细观损伤演化研究构筑基础。