网纹红土孔隙特性研究-长江科学院.pdfVIP

　 第３１卷第８期 长　江　科　学　院　院　报 Ｖｏｌ．３１　Ｎｏ．８　　 　　２０１４年 ８月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ Ａｕｇ．２０１４　 　 　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－５４８５．２０１４．０８．０１１ ２０１４，３１（０８）：５５－５９ 网纹红土孔隙特性研究 卓丽春，李建中，黄　飞 （中南大学 地球科学与信息物理学院，长沙　４１００８３） 摘　要：土内孔隙形状、大小及分布是土的结构组成的重要因素，对与土体体积相关的总体工程行为起着重要的作 用。利用基于气体吸附的全自动比表面积分析仪，研究了网纹红土的孔隙形态、比表面积、孔容、孔径分布与孔隙 ２ 的分形特性。研究表明：网纹红土由片状矿物构成，孔隙形态以窄缝状为主；比表面积为２０．９ｍ／ｇ；网纹红土所含 黏土矿物主要为高岭石；孔径小于３１５０?的总孔容主要由２７～１９５８?的中、大孔构成；孔径分布以４１，１３０，１８０， ３５０?孔分布最优，平均孔径为１４１５?；孔隙分布具有分形特征，分形维数为２．７与２．８。研究该土体孔隙特征对于 土的工程性质有着重要的指导意义。 关键词：网纹红土；比表面积；孔隙；分形 中图分类号：Ｐ６４２．１　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００１－５４８５（２０１４）０８－００５５－０５ 山麓地带有着大量分布，且是主要持力层之一。孔 隙特征对于网纹红土的工程性质有着较大的影响。 １　研究背景 目前，对于网纹红土的孔隙特性研究，多局限于研究 土体中的孔隙作为土体的重要物理性质之一， 孔隙比和孔隙率，而这２个指标一般用含水率、相对 其大小、形状、数量、孔径分布等与土体的强度、变 密度和密度等指标间接计算，难免存在一定误差；关 形、渗透性以及胀缩性等物理力学性质有着密切的 于网纹红土的孔隙大小、形状、类型等的研究还未见 ［１］ 关系 。因此，研究土体中孔隙特征对于土的工程 相关成果。为了更好地研究网纹红土孔隙特征和力 性质有着重要的意义。在以往的孔隙性研究中，多 学性能之间的关系，为涉及到网纹红土微观结构的 采用孔隙率和孔隙比这２个指标，但这２个指标不 岩土工程设计与施工提供可靠的理论依据，本文选 能反映出具体孔隙的大小、类型、分布和形状等孔隙 择理论较为成熟的基于气体吸附法的全自动比表面 特征。至今，研究土体孔隙大小、分布等特性的研究 积分析仪网纹红土的颗粒比表面积、孔隙大小、分 ［２］ ［３］ 可采用压汞法 、气体吸附法 、结合计算机相关 布、形状以及分形特征等性质进行研究。 软件对扫描电镜（ＳＥＭ）照片进行图像处理的方 关于土体的孔隙大小分类上，目前在工程地质上 法［４－８］以及以上３种方法相结合的方法［９－１３］。其 并无很好的分类标准，本文借鉴国际纯化学和应用化 ［１６］ 中压汞法一般应用于大孔级别孔隙的研究，而对于 学联合会（ＩＵＡＰＣ） 孔隙分类方法将孔隙分为３ 黏土中大量存在的微孔、中孔级别孔隙的研究则较 类：微孔（＜２０?）、中孔（２０～５００?）、大孔（＞５００?）。 为困难，并且高压汞会在土体中引起人工裂缝，影响 ［１４］ 测定结果 ；扫描电镜