干湿循环对岩溶地区细角砾土力学性能和微观特征的影响（英文）

摘要

目的：在干湿循环的过程中，岩溶区细角砾土的微观性能与宏观力学性能会发生变化，进而导致路基性能的改变。本文旨在探讨不同干湿循环次数后，土体的微观特征（颗粒组成和孔隙结构等）及宏观力学性能（应力-应变关系和破坏强度等）在不同初始含水率和压实度等条件下的变化趋势，研究干湿循环作用下土体力学性能与微观特征间的关联，并提出岩溶区细角砾土在路基中的使用建议。创新点：1.基于Konder应力-应变归一化方程，引入干湿循环强度残余比概念，推导出不同环境变量下细角砾土应力-应变关系表达式；2.通过微观特征数据提取与宏观力学试验，建立了干湿循环作用下细角砾土力学性能与微观特征间的相互关联。方法：1.通过试验分析，得到不同压实度、初始含水率和围压下干湿循环对岩溶区细角砾土宏观力学性能的影响规律；2.通过理论推导，构建引入干湿循环强度残余比概念的细角砾土应力-应变关系归一化表达式；3.通过电镜扫描试验和图像数据提取技术，得到不同干湿循环次数和不同条件下岩溶区细角砾土的微观结构及相关数据，并与宏观力学性能相互关联。结论：1.岩溶区细角砾土的受力变形呈应力硬化型，因此高压实度和略低于最佳含水率的土壤更能抵抗干湿循环的劣化效应；2.提高含水率使土颗粒的棱角边界变得模糊，颗粒间大夹角的嵌挤骨架减少，且部分大骨架颗粒崩解为小颗粒，进而导致其力学性能的减弱；3.以岩溶区细角砾土为路基填料时，建议采用大压实度和略小于最佳含水率的方法进行填筑。