压实黄土强度特性与微观结构变化关系研究

摘要

利用Quanta环境扫描电子显微镜(ESEM)对延安某填方场地的压实黄土(Q3和Q2黄土混合)进行微观结构测试,得到最优含水量下不同干密度黄土微观结构图片.采用Image-Pro Plus图像处理软件对压实黄土孔隙微观结构进行了定量评价,并运用多元线性回归分析法建立了孔隙微观结构量化参数与压实黄土侧限压缩、直剪强度的关系.研究结果表明:随着干密度的增大,孔隙面积比、平均孔径、平均平面形状系数、平均分形维数逐渐减小,概率熵逐渐增大,孔隙分布越趋于均匀,整体力学性质越稳定;tanφ主要受孔隙的平面形状系数影响,黏聚力、压缩模量(Es0.05-0.1、Es0.1-0.2、Es0.2-0.4)和压缩系数主要与孔隙面积比有关,而Es0.4-0.8则与孔隙的概率熵密切相关.通过关联性分析,可知400 kPa是孔隙面积比变化幅度明显减小时的特征压力值,而孔隙面积比变化直接关系沉降变形,400 kPa也是压实黄土在最优含水量下沉降变形幅度明显减小时的特征压力值.