冻融循环作用下富平黄土微观结构几何类型变化研究

付翔宇， 张 泽， 杨成松， 恽晴飞， 明 姣

（1.兰州大学土木工程与力学学院，甘肃 兰州 730000； 2.中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室，甘肃 兰州 730000； 3.东北林业大学寒区科学与工程研究院/土木工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040）

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寒区工程发生失稳破坏主要的因素之一便是冻融循环作用，当寒区工程的土体经历反复多次的冻融循环后，其工程性质将会受到很大影响，最终可能导致工程发生失稳破坏，因此冻融作用便成为冻土力学与工程中的重要研究内容之一［1］。冻融作用对寒区土体的工程性质的影响，是因为多次的冻融循环破坏了土体的原生结构［2］，微观上表现为颗粒间的连结被破坏，土颗粒发生重新排列［3］，土中的团聚体与大颗粒发生分裂作用，细小粉粒发生团聚作用，宏观上表现为土颗粒的不均匀系数发生变化，土体变得或疏松或更加密实［4］。因此土体宏观结构的改变与微观结构变化息息相关。研究黄土经历冻融作用后的微结构变化，有助于加深对黄土宏观变形机制的认识。

诸多学者认为从微观结构的角度解释宏观变化是可行的，土体也并不列外。因此电子显微镜于1959 年由Rosenqvist 等［5］首次应用于土体微观结构的研究，此次应用对土体微观结构的研究带来了很大的启发，极大加快了土体微观结构的研究进程。很快，电子显微镜也应用于研究冻融作用下土体微观结构的变化规律。Tovery 等［6］基于扫描电子显微镜对不同土体微观结构从定向及定量技术方面展开了研究［6］。……