Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phương pháp thử nghiệm và ứng dụng cho vi cấu trúc của cát mịn silty và bùn cát
Tóm tắt
Tính chất vật lý và cơ học của đất được xác định bởi vi cấu trúc. Cát mịn, bùn cát và các loại vật liệu kết dính yếu khác có sức mạnh thấp khi khô, hạn chế khả năng áp dụng của kính hiển vi điện tử quét và phương pháp thuỷ ngân trong các vật liệu này. Thí nghiệm đề xuất việc sử dụng nguyên lý chuyển đổi ba pha rắn – lỏng – khí của menthol để tăng cường hạt đất, bao gồm thiết bị lấy mẫu liên quan và quy trình thử nghiệm, nhằm thu thập các tham số hình ảnh kính hiển vi và các đặc điểm độ rỗng. Kính hiển vi điện tử quét cho thấy hình ảnh rõ ràng của hình dạng hạt, vị trí không gian, chế độ tiếp xúc, đặc điểm lỗ phễu, và nhiều hơn nữa cho cát silty và cát mịn chưa bị biến dạng ở khu vực Thượng Hải. Hành động đóng băng – tan băng có thể thay đổi các tham số vi lỗ của đất. Thử nghiệm thẩm thấu thuỷ ngân cho thấy thể tích lỗ, diện tích lỗ tích lũy, kích thước lỗ có khả năng xảy ra nhất và xác suất xuất hiện của cát silty đã đóng băng – tan băng tăng lên khi nhiệt độ đóng băng giảm. Kích thước lỗ cho thấy phân phối bình thường. Bên cạnh đó, phân phối kích thước lỗ của bùn cát đã đóng băng – tan băng cho thấy sự phân phối khoảng cách. Việc tăng nhiệt độ đóng băng khiến tăng thể tích lỗ và diện tích lỗ tích lũy cho bùn cát, trong khi giá trị lớn hơn và xác suất nhỏ hơn của đường kính lỗ có khả năng xảy ra nhất được thu thập.
Từ khóa
#vi cấu trúc đất #kính hiển vi điện tử quét #thẩm thấu thuỷ ngân #cát mịn silty #bùn cát #hành động đóng băng – tan băngTài liệu tham khảo
Chamberlain EJ (1981) Frost susceptibility of soil, review of index tests. In: Army cold regions research and engineering laboratory. Monograph, pp 81–82
Chamberlain EJ, Gow AJ (1979) Effect of freezing and thawing on the permeability and structure of soils. Eng Geol 13(1):73–92
Cui Z, He PP, Yang WH (2014) Mechanical properties of a silty clay subjected to freezing–thawing. Cold Reg Sci Technol 98(3):26–34
Dagesse DF (2013) Freezing cycle effects on water stability of soil aggregates. Can J Soil Sci 93(4):473–483
Delage P, Marcial D, Cui YJ et al (2006) Ageing effects in a compacted bentonite: a microstructure approach. Géotechnique 56(5):291–304
Ding Z, Zhang M, Wei X et al (2016) Study on pore pressure and microstructure of frozen and thawed soft soil under subway cyclic loading. Chin J Undergr Space Eng 35(11):2328–2336 (in chinese)
Fang J, Zhang Z, Zhang J (2009) Application of artificial freezing to recovering a collapsed tunnel in Shanghai metro No. 4 line. China Civil Eng 42(8):124–128 (in Chinese)
He L (2009) Experimental study on electrical resistivity characteristic of silty clay under uniaxial compression and frozen-thaw cycles. Graduate School of Chinese Academy of Science, Wuhan (in Chinese)
Johnson TC, Cole DM, Chamberlain EJ (1979) Effect of freeze–thaw cycles on resilient properties of fine-grained soils. Eng Geol 13(1):247–276
Kong L, Huang H, Zhang D (2007) Experiment study on relationship between pore distribution and different stress levels due to consolidation of soft clays. Chin J Undergr Space Eng 3(06):1036–1040 (in Chinese)
Kværnø SH, Øygarden L (2006) The influence of freeze–thaw cycles and soil moisture on aggregate stability of three soils in Norway. Catena 67(3):175–182
Lipiec J, Hajnos M, Swieboda R (2012) Estimating effects of compaction on pore size distribution of soil aggregates by mercury porosimeter. Geoderma 179:20–27
Olgun M (2013) The effects and optimization of additives for expansive clays under freeze–thaw conditions. Cold Reg Sci Technol 93:36–46
Sasanian S, Newson TA (2013) Use of mercury intrusion porosimetry for microstructural investigation of reconstituted clays at high water contents. Eng Geol 158:15–22
Shear DL, Olsen HW, Nelson KR (1993) Effects of desiccation on the hydraulic conductivity versus void ratio relationship for natural clay. National Academy Press, Washington, DC, pp 1365–1370
Shi B (1997) A simple quantitative analysis method for microstructure of clayey soil. Hydrogeol Eng Geol 20(6):7–10 (in Chinese)
Tang Y-Q, Cui Z-D, Zhang X (2008) Dynamic response and pore pressure model of the saturated soft clay around the tunnel under vibration loading of Shanghai subway. Eng Geol 98(3):126–132
Tovey NK (1990) A digital computer technique for orientation analysis of micrographs of soil fabric. J Microsc 120:303–315
Uthayakumar R, Prabakar GA, Azis SA (2011) Fractal analysis of soil pore variability with two dimensional binary images. Fractals 19(04):401–406
Wang Q, Sang W, Xu L (2011) Fractal geometry of consolidation settlement of soft soil based on simulation experiment. J Jilin Univ 41(2):465–470