降雨蒸发作用下膨胀土湿热和裂隙特性室内模拟试验

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1、第35卷第9期岩土力学Vol.35No.92014年9月RockandSoilMechanicsSep.2014文章编号：1000－7598(2014)09－2473－07降雨蒸发作用下膨胀土湿热和裂隙特性室内模拟试验112李雄威，王爱军，王勇（1.常州工学院常州市建设工程结构与材料性能研究重点实验室，江苏常州213002；2.中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，武汉430071）摘要：以广西白色强膨胀土为研究对象，对有、无植被覆盖的膨胀土样进行蒸发、降雨再蒸发试验，研究降雨、蒸发过程2对膨胀土湿热和裂隙拓展特性的影响。结果表明，植被覆盖土样表面的

2、反射量比无植被覆盖土样小100W/m左右，土样表面温差小5～6℃。无植被覆盖土样经历降雨过程后，在相同蒸发条件下，土样表面裂隙率由1.28%增加到3.82%，表层土体累计脱湿量由3.42%增加到11.17%，脱湿速率由0.59%/d增加到1.44%/d，表层土体温度变化平均值由13.1℃增加到14.9℃。可见，降雨、蒸发过程使得土体水量变化加大，水分迁移速率增加，温度变化加剧，土体趋于破碎。植被覆盖土样经历降雨过程后，在相同蒸发条件下，土样表面并未出现明显裂隙，表层土体累计脱湿量由3.16%变为2.36%，脱湿速率由0.58%/d变为0.37%/d，表层土体温度变化平均

3、值由0.58℃变为0.37℃。可见，短期降雨、蒸发过程对植被覆盖下膨胀土的持水能力影响不大。关键词：膨胀土；裂隙；湿热；大气作用；植被中图分类号：TU443文献标识码：ALaboratorymodeltestonmoisture-heatandfissurebehaviorofexpansivesoilunderactionofrainfallandevaporation112LIXiong-wei,WANGAi-jun,WANGYong(1.ChangzhouKeyLaboratoryofStructureEngineeringandMaterialPropertie

4、s,ChangzhouInstituteofTechnology,Changzhou,Jiangsu213002,China;2.StateKeyLaboratoryofGeomechanicsandGeotechnicalEngineering,InstituteofRockandSoilMechanics,ChineseAcademyofSciences,Wuhan430071,China)Abstract:TakingthewhitestrongexpansivesoilofGuangxiastheresearchobject.Laboratorymodeltes

5、tforevaporation-rainfall-evaporationisrespectivelycarriedoutforexpansivesoilwithvegetationcoveredornot,toexploretheinfluenceofrainfallandevaporationprocessonmoisture-heatbehaviorandfissuresdevelopment.Theresultsshowthat,thevaluesofradiationandsurfacetemperatureofsoilsamplewithvegetationc

6、overedaresmallerthantheonesofsoilsamplewithoutvegetationcoveredabout2100W/m,5-6℃respectively.Afterrainfallprocessandundersameevaporationconditions,thesurfacefissureratioofsoilsampleswithoutvegetationcoveredincreasesfrom1.28%to3.82%.Moisturecontentchangesofsurfacesoilincreasefrom3.42%to11

7、.17%.Dryingrateofsurfacesoilincreasesfrom0.59%/dto1.44%/d.Theaveragetemperaturechangesofsurfacesoilincreasefrom13.1℃to14.9℃.Thusitcanbeseen,rainfallandevaporationprocessmakesthechangesofmoisturecontent,temperature,andmoisturemigrationrateincreased.Soilstendedtobebroken.Af