压汞试验技术研究黏性土微观孔隙分布特性.pdf

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1、第28卷第1期湖北工业大学学报2O13年O2月V01．28NO．1JournalofHubeiUniversityofTechnologyFeb．2013[文章编号]lOO3—4684(2013)01—0022—03压汞试验技术研究黏性土微观孔隙分布特性庄心善，张立波，陶高梁，杨琳(1湖北工业大学土木工程与建筑学院，湖北武汉430068；2武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北武汉430070)[摘要]士体的微观结构对土的物理力学特性具有决定性影响，研究土体微观结构有熏要的科学意义．取武汉市汉街地区一处建筑T地基坑底部的非饱和粘土

2、，风干后制得干密度为1．4g／cm的重塑土试样，运用汞试验方法研究试样微观孔隙结构的孔径分布变化规律．研究表明，该地区非饱和粘土孔隙主要以人孔为主，大多分布在8．75～62．5m之．通过试验还发现进汞曲线和小汞曲线的不一致性，并分析了产生此结果的原因．[关键词]压汞试验；重坦粘土；微观孑L隙结构[中图分类号]I'U,Il1．92[文献标识码]：A王思敬院十认为，对土体微观结构的研究将是变形．由于表面张力的影响，汞在进入小孔径时，必2l骷纪工程地质研究的新趋势，在岩土多孑L介质的须施加一定的外部压力，进汞压力和孔径大小遵循变形、强

3、度、稳定性以及水利特性等方面，会获得比Washburn公式传统研究思路更为可喜的成果，解决岩土领域悬而p一一4y_cos@．(1)未决的难题，可见，对黏性土微观孔隙结构的研究至关重要]．目前，多用电镜扫描和CT等技术研究物式中：P为进汞压力，MPa，y为汞表面张力，此试验体的微观孔隙结构，如邓津雎等人对甘肃永的湿中为0．48N／m，0为汞接触角，此试验中为140。，d陷性堆积黄土微观孑L隙结构的研究，单红仙f=：{等人为孔径，“1TI，由公式(1)可以看出，进汞压力和孑L径对水动力作州下的黄河水下三角洲粉土微观结构改是一一对应的

4、关系，假定表面张力和接触角都不变造进行的研究，陈嘉鸥、周翠英等人对软土微结时，进汞压力和孔径成反比，可以通过控制进汞压力构的研究，唐益群等对上海地区地铁行车荷载作，{j来确定孔径的大小和孑L隙的分布．施加一定的进汞下的饱和土微观结构的研究]，但是这些常规的研压力，汞就只能进入对应孔径的孑L隙中，在本次试验究方法都很难做到定量的分析孑L径分布，不足以准中，进汞压力范围为6．5569～199190．5586kPa，确分析该工程环境中的土质特性．随着压汞试验技根据公式(1)可以得出该试样孔径范围为224426．术的逐渐成熟，越来越多地

5、被运用于各种领域的试12rlm～7．38I3．m．验研究，本文基于压汞试验技术研究黏性土的孑L隙孑L径分布特性，得出了一些有益的结论，为进一步深2试验研究入研究土体的宏观物理特性奠定了基础．本文配备试样土取自武汉汉街的一处工地基坑1压汞试验的基本原理底部，埋深9m，为非饱和粘土，土体的物理特性如下：埋深9，m；天然密度2．027，g／cm；天然含水率汞对大多数的固体都是非润湿的，故假定汞对21．9，％；液限38．946；塑限2O．4314．所制试样非润湿，且接触角为定值，本次试验将接触2．1试验方法及步骤角定为140。；表面张力

6、不变，本次试验巾设定为2．1．1制样方法将所取土样风干后，过2mm0．48N／m；所切取的试样强度足够大，不会被压缩筛，测出土样的各种物理特性，多次试验证明：含水[收稿日期]2012—12—13[基金项目]闰家自然科学基金(51209084，41072214)，湖北工业大学博士科研启动基金(BSQD12061)[作者简介]庄心善(1964一)，男，河南周口人，湖北工业大学教授，研究方向为岩土工程[通讯作者]张立波(1986一)，男，河南信阳人，：E学硕士，研究方向为结构]-程第28卷第1期庄心善，等压汞试验技术研究黏性土微观孔隙

7、分布特性23率159／5左右时，制样效果最好，测f{{土的风十含水孔隙，必须加大进汞压力，达到足以使汞克服表面张率cc，。之后，经计算，称取一定质量的风十土样和1蒸力，进入小孔隙．在8．75～62．5“m区间范同内的馏水，按照《土_丁试验规程》将其制成含水率为累计进汞体积下降斜率最大，说明此间的孔隙含l5的试样土，密封静置24h，复测含水率，得f¨实量最多；当孔隙孑L径大于100“m时，累计进汞体积际含水率为15．13；本次试验制样采用液压千斤顶本上不冉变化，说明此种孑L隙含量微乎其微；在孔静压试验方法制备重塑试样，环刀采用核磁

8、共振专隙孑L径小_丁8．75“m时，累计进汞体积与间最小用环刀(体积为32cm。)，控制干密度为1．4g／cm。，孔径的关系图呈现近似直线关系，也就是说，此范围经计算称取一定质量试样土(含水率为15．13)，制的孔隙分布比较均匀，含量成线性增加．一备3组相同平行