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西北大学学报(自然科学版)2024年第01期:干湿循环作用下黄土厚度对其裂隙发育的影响

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作者:焦少通;王家鼎;张登飞;戚利荣;李帅;李琳;李珊;

单位:西北大学地质学系/大陆动力学国家重点实验室;

摘要:黄土体长期处于降雨和蒸发的湿热耦合环境,极易诱发土体裂隙产生,显著弱化土体的结构性和完整性,从而影响工程区域的建设。因此,对干湿循环作用下不同厚度的黄土开裂特性研究十分必要。该文通过室内干湿循环试验,记录试样的含水率变化和裂隙发育情况,利用数字图像处理技术,结合分形维数对裂隙网络进行分析。试验结果表明,蒸发路径和含水量的不同导致土体水分蒸发速度不同,土体越厚,水分蒸发速度越慢。界面摩擦力影响土体开裂过程,土体越厚,裂隙发育越慢,裂纹网络复杂性越低。随着干化的进行,界面摩擦力逐渐降低,土体收缩明显,干湿循环效应导致土体颗粒重新组合,加快水分蒸发过程,土体表面会不断劣化。研究结果可为地质灾害防治提供指导。

关键词:干湿循环;土体厚度;裂隙特征;分形维数;摩擦力

基金资助:国家自然科学基金重大科研仪器研制项目(42027806);国家自然科学基金重点项目(41630639); 西北大学研究生创新项目(CX2023012)