膨胀土细观结构变化及与声波波速的关系

韦秉旭，龚　树，刘　斌，刘　雄，欧阳运清

(长沙理工大学 a交通运输工程学院；b道路结构与材料交通行业重点实验室，长沙　410114)



膨胀土细观结构变化及与声波波速的关系

韦秉旭a，龚树a，刘斌a，刘雄a，欧阳运清b

(长沙理工大学a交通运输工程学院；b道路结构与材料交通行业重点实验室，长沙410114)

采用CT技术和TH204型非金属超声波仪测试，探讨了干湿循环作用下膨胀土的细观结构及其平均纵波波速的变化规律，并运用损伤力学的研究方法定义基于CT数的损伤变量，据此建立了干湿循环作用引起的细观结构变化与平均纵波波速变化之间的关系。研究结果表明：第1～4次干湿循环对膨胀土细观结构变化影响较大，内部微裂隙发育明显，第7～8次干湿循环对细观结构影响甚微；膨胀土的平均纵波波速随着循环次数的增加呈非线性衰减，并最终趋于稳定；随着干湿循环次数的增加，膨胀土损伤变量逐渐增加，其细观结构损伤演化是一种非线性累积过程；膨胀土平均纵波波速与基于CT数的损伤变量具有良好的指数衰减关系。

CT技术;膨胀土；干湿循环；细观结构；平均纵波波速

1　研究背景

膨胀土是一种水敏性材料，在季节性干湿循环作用下，土体内部会产生大量杂乱无章的微裂隙。这些微裂隙的萌生、发展和贯通破坏了土体结构完整性，是造成膨胀土边坡失稳滑塌的主要原因。因此，研究干湿循环作用下膨胀土微裂隙结构的变化至关重要。

目前，膨胀土微裂隙的量测方法有X射线衍射法、扫描电镜法、CT法和超声波法等[1]。……