宣城網(wǎng)紋紅土結(jié)構(gòu)性的微觀定量研究.pdf

1、原狀網(wǎng)紋紅土同重塑網(wǎng)紋紅土的宏觀力學(xué)特性存在差異，而土體宏觀力學(xué)特性由其微觀結(jié)構(gòu)決定。為從微觀角度深入揭示原狀和重塑網(wǎng)紋紅土力學(xué)特性差異，本文基于室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)和SEM-EDS試驗(yàn)及數(shù)字圖像處理技術(shù)，以對(duì)他們的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量對(duì)比分析，分析了不同放大倍數(shù)和不同閾值選取對(duì)有效閾值區(qū)間內(nèi)三維孔隙率計(jì)算結(jié)果的影響，并探討了平均接觸面積率與宏觀孔隙率之間的關(guān)系。通過(guò)研究得出如下主要結(jié)論:
　　(1)基于重塑網(wǎng)紋紅土SEM試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)字圖像處理

2、技術(shù)，構(gòu)建了以像素面積為底面、閾值范圍為高度的有效閾值區(qū)間內(nèi)三維孔隙率計(jì)算模型，并實(shí)際應(yīng)用于不同試驗(yàn)條件下的SEM圖像孔隙數(shù)量、面積及孔隙率演變分析，與平面孔隙率方法結(jié)果對(duì)比表明三維孔隙率計(jì)算結(jié)果更符合土體孔隙實(shí)際分布情況。
　　(2)重塑網(wǎng)紋紅土微觀孔隙率定量結(jié)果表明，由SEM圖像計(jì)算獲得的三維孔隙率大都大于宏觀孔隙率，2000倍下SEM計(jì)算結(jié)果更接近宏觀孔隙率，同時(shí)發(fā)現(xiàn)閾值選取是定量分析的關(guān)鍵點(diǎn)，基于平均閾值獲得的三維孔隙率結(jié)

3、果偏差比選取最終閾值獲得的結(jié)果要小得多。平均接觸面積率分析表明，試樣計(jì)算所得平均接觸面積率大概在3％以下，并結(jié)合網(wǎng)紋紅土粘土礦物結(jié)合水膜厚度300(A)特點(diǎn)，擬合得到平均接觸面積率與宏觀孔隙率之間的冪函數(shù)關(guān)系。
　　(3)原狀網(wǎng)紋紅土微結(jié)構(gòu)研究結(jié)果表明，紅色基質(zhì)中土顆粒排列緊密，孔隙率較小且孔隙之間的連通性較差，土顆粒表面比較粗糙;白色網(wǎng)紋中孔隙率大且孔隙數(shù)量多，顆粒多表現(xiàn)為光滑的片狀結(jié)構(gòu)，主要以面面接觸為主。定量分析結(jié)果表明紅色