膨胀土微观结构在不同固结压力下的演变与改良效应

"不同固结压力下膨胀土微观结构的演化过程研究" 本文是关于膨胀土在不同固结压力下的微观结构变化及其影响因素的研究。研究人员高可可、侯超群等人利用扫描电子显微镜（SEM）技术，深入探讨了膨胀土在固结过程中的微观特性，以期揭示其与固结压力之间的关系。这项研究对于理解和改善膨胀土的工程性能具有重要意义。 文章指出，通过ArcGIS数字图像处理技术，可以分析不同固结压力下膨胀土的孔隙比、三维分形维数、圆形度和形状系数。孔隙比是衡量土体空隙比例的关键参数，影响土的渗透性和强度。而分形维数则反映了土壤颗粒分布的复杂性和不规则性，对于理解土壤结构的稳定性有重要作用。圆形度和形状系数则与颗粒的几何形状和相互作用紧密相关，它们的变化能反映固结压力对土体结构的影响。 研究表明，随着固结压力的增加，膨胀土的微观结构单元体会经历一系列变化。在一定的压力范围内，分形维数与固结压力呈现线性关系，这表明压力的增大促使土体结构变得更加紧凑和有序。然而，当压力继续增大时，单元体的熵、圆形度和形状系数先增加后减少，这意味着过度的压力可能导致土体结构的破坏，颗粒间连接减弱。 此外，文中还对比了原状土、重塑土和石灰改良土的差异。石灰改良土的微观结构参数变化揭示了石灰作为改良剂的有效性。石灰可以改变膨胀土的化学性质，通过形成胶结物质改善土体结构，降低其膨胀性和吸湿性，从而提高工程稳定性。 关键词涵盖了膨胀土、固结压力、电镜扫描、微观结构、改良土和演化过程，表明了研究的多维度和深度。该研究对工程实践，特别是在处理膨胀土的地基处理和道路建设等方面提供了理论依据，有助于优化设计和施工方案，减少由于膨胀土特性引起的工程问题。 这篇首发论文通过科学的实验方法和数据分析，揭示了固结压力如何影响膨胀土的微观结构，以及这种变化如何影响土体的物理和力学性能。这不仅加深了我们对膨胀土这一特殊地质材料的理解，也为膨胀土的工程应用提供了新的视角和策略。