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酸雨蚀变下云南红土的宏微观特性及机理研究

酸雨蚀变下云南红土的宏微观特性及机理研究

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作者：张浚枫昆明理工大学

学位级别：硕士

根据云南酸雨特点配制模拟酸雨溶液,考虑硝酸含量、pH值两个因素,采用浸泡、干湿循环的试验方法,研究常硝酸比例酸雨、变硝酸比例酸雨作用下云南红土抗剪特性的变化,与此同时运用强度蚀变系数、平均强度蚀变系数比较常硝酸比例酸雨、变... 详细信息

根据云南酸雨特点配制模拟酸雨溶液,考虑硝酸含量、pH值两个因素,采用浸泡、干湿循环的试验方法,研究常硝酸比例酸雨、变硝酸比例酸雨作用下云南红土抗剪特性的变化,与此同时运用强度蚀变系数、平均强度蚀变系数比较常硝酸比例酸雨、变硝酸比例酸雨作用下红土蚀变系数的差异,最后对酸雨—红土间的作用机理进行分析。常硝酸比例酸雨试验结果表明:酸雨浸泡(干湿循环)降低了红土的抗剪强度及其指标。酸雨pH越小,浸泡时间(干湿循环次数)越大,红土抗剪强度折减越多;红土的抗剪强度及其指标随pH值增大而波动增大,质量随pH值增大而减小;浸泡第1d(干湿循环第1f)时,红土抗剪强度及其指标折减幅度最大,之后随浸泡时间(干湿循环次数)的增加而波动变化,质量随浸泡时间(干湿循环次数)增加而波动减小。变硝酸比例酸雨试验结果表明:变硝酸比例酸雨浸泡(干湿循环)降低了红土的抗剪强度。抗剪强度随硝酸比例的增加而波动增大;抗剪强度随酸雨pH减小而降低;抗剪强度随浸泡时间(干湿循环次数)的增加而波动减小;质量随硝酸比例的增加而波动增加。蚀变系数表明:红土抗剪强度的变化可用强度蚀变系数、平均强度蚀变系数表示;平均强度蚀变系数与垂直压力200、300kPa条件下的强度蚀变系数相近,可用200、300kPa下的强度蚀变系数代替平均强度蚀变系数。微结构试验结果表明:浸泡5d(干湿循环5f)时红土颗粒排列较为密实、孔隙较少,红土的抗剪强度较强,浸泡1、9d(干湿循环1、9f)时红土颗粒排列较为松散、孔隙较多,红土的抗剪强度较弱。孔隙比在浸泡5d(干湿循环5f)时较小,红土的孔隙较少,红土颗粒排列较紧密,其抗剪强度、强度蚀变系数都较大;浸泡1、9d(干湿循环1、9f)时较大,此时红土的孔隙比较多,红土颗粒排列较疏松,红土密实程度较低,其抗剪强度、强度蚀变系数都较低。电导率试验结果表明:电导率在浸泡5d(干湿循环5f)时较大,此时红土内部晶体含量较多,其密实程度较高,抗剪强度、强度蚀变系数都较大;浸泡1、9d(干湿循环1、9f)时,红土电导率较小,此时红土内晶体含量较少,孔隙较大,密实程度较低,其抗剪强度、强度蚀变系数都较低。酸雨—红土间的作用机理:将酸雨浸泡下酸雨—红土相互作用归结为:渗胀软化、蚀变、凝胶、蚀析、蚀换等作用,将酸雨干湿循环下酸雨—红土相互作用归结为:增湿、脱湿、干湿循环三个过程。这些过程主要发生水软化、水蚀变、酸蚀变、胶体生成、胶体破坏、生成物的结晶、生成物的迁出等。

关键词：常硝酸比例酸雨变硝酸比例酸雨剪切特性强度蚀变系数微结构特性电导率特性作用机理

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