DCB溶液作用下膨胀土裂隙面力学特性试验研究

作     者：袁瑞祥 胡波 李丹 王延平 汪清 

作者机构：武汉科技大学城市建设学院 武汉科技大学城市更新湖北省工程研究中心 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室 安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司 

出 版 物：《人民长江》 (Yangtze River)

年 卷 期：2024年第10期

页      面：232-238页

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 081503[工学-水工结构工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52208329) 中央级公益性科研院所基本科研项目(CKSF2023327/YT) 安徽省引江济淮集团有限公司科技项目(YJJH-ZT-ZX-20191031216,YJJH-ZT-ZX-20230118528) 

主　　题：膨胀土 裂隙面 抗剪强度 淋滤 游离氧化铁 

摘      要：为了探究水化学作用下膨胀土裂隙面力学特性的变化，选取引江济淮工程菜子湖C003标段膨胀土，通过特定的制样方式赋予试样预设裂隙面，采用连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠（DCB）溶液对含裂隙土样进行淋滤，并对淋滤后的试样进行抗剪强度试验研究，探究裂隙面强度变化与淋滤时间的关系，揭示淋滤后膨胀土裂隙面强度变化的微观机理。试验结果表明：DCB溶液沿着预设裂隙面和试样内部淋滤不同天数后，试样形貌特征出现了不同的变化；裂隙面抗剪强度降低速率随着淋滤时间的增加先变快后变慢，在淋滤28 d后裂隙面抗剪强度指标下降明显，黏聚力和内摩擦角分别下降51.5%和45.9%;对淋滤后试样表面灰绿土样和直剪试验后剪切面土样进行微细观研究发现，淋滤后灰绿土和剪切面Fe2O3含量下降明显，且黏土矿物衍射峰强度有一定程度的升高。微观机理分析可知，DCB溶液通过氧化还原作用对土中游离氧化铁进行去除，使试样外观形貌出现较大变化，破坏了土中大的团聚体与颗粒之间的黏结力，从而导致土体力学特性劣化。