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軟土的孔隙特征及其變化規(guī)律對軟土的壓縮性和滲透性有重大的影響,軟土孔隙特征隨荷載變化規(guī)律的試驗研究為揭示軟土排水固結(jié)過程與變形規(guī)律,建立基于孔隙壓縮規(guī)律和滲流機制的排水固結(jié)模型提供有力依據(jù)。利用美國全自動壓汞儀,對不同壓力下固結(jié)的廣州番禺淤泥土樣的孔隙及其尺度分布進行測試,根據(jù)測試結(jié)果對土樣孔隙尺度分布特征及其隨固結(jié)壓力的變化規(guī)律給出了定量分析。試驗結(jié)果表明:淤泥土中介于0.4~2.5μm范圍的顆粒間及團粒內(nèi)的小孔隙所占比例最大,而大于10μm的大孔隙和小于30nm的超微孔隙所占比例均很小;較大的孔隙更易于被壓縮而湮滅或被分裂成微小孔隙;固結(jié)壓力將顯著改變淤泥土的孔隙尺度及其分布特征,以致改變土體的壓縮性和滲透性。在固結(jié)前期(p200kPa)孔隙尺度小,壓縮系數(shù)和滲透系數(shù)小,且隨固結(jié)壓力增加的變化趨于平緩。
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基于Sierpinski分形模型,對珠江三角洲地區(qū)軟土固結(jié)過程中的ESEM圖片進行測試,對孔徑及孔隙分布分維值進行計算.研究表明:軟土孔隙具有明顯的分形特征,測試得到的Sierpinski分形模型的線性相關(guān)系數(shù)均達到了95%以上,且重塑土的孔隙分布分維及孔徑分維值均較原狀土小;固結(jié)初期孔隙分布分維值變化不明顯,當荷載增大時,孔隙分布分維及孔徑分維均明顯減小,此時孔徑大小逐漸變得均勻,大孔隙變成了中小孔隙;當荷載繼續(xù)增大時,軟土孔隙較難向顆粒間超微孔隙發(fā)展,軟土孔隙分維值也趨于穩(wěn)定;研究還發(fā)現(xiàn),軟土的滲透性隨著孔徑分維和孔隙分布分維值的減小而減小.
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