【摘 要】
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我国西北地区广泛分布的黄土是一种具有多孔隙、强崩解性的土壤。在自然环境下,由于雨季雨水渗流冲刷和旱季水分蒸发对黄土体的交替影响,土体结构会发生明显变形继而产生裂缝,强度逐渐降低。同时,Na2SO4的盐蚀作用也会对土体结构产生的影响,最终造成滑坡、泥石流等自然灾害。由此,应充分认识到考虑干湿循环作用对Na2SO4盐渍原状黄土渗透特性产生的影响对于土体稳定性风险评价的重要性。本文尝试通过室内三轴渗透试
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目（51878551）:受地震荷载扰动裂隙性黄土崩塌灾害发生机理及评估方法研究； 国家自然科学基金面上项目（51478385）:黄土地区盐蚀型崩塌灾害发生机理及预测判据研究；
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我国西北地区广泛分布的黄土是一种具有多孔隙、强崩解性的土壤。在自然环境下,由于雨季雨水渗流冲刷和旱季水分蒸发对黄土体的交替影响,土体结构会发生明显变形继而产生裂缝,强度逐渐降低。同时,Na2SO4的盐蚀作用也会对土体结构产生的影响,最终造成滑坡、泥石流等自然灾害。由此,应充分认识到考虑干湿循环作用对Na2SO4盐渍原状黄土渗透特性产生的影响对于土体稳定性风险评价的重要性。本文尝试通过室内三轴渗透试验和工业CT扫描试验,结合三维重构技术,从宏观和微观两个方面揭示干湿循环作用下Na2SO4盐渍原状黄土渗透特性的变化机理,并对干湿循环过程中Na2SO4盐渍原状黄土的孔隙结构与渗透特性两者之间的变化关系进行讨论。研究结果表明:（1）在不同干湿循环次数（0、1、2、5、10）、4级含盐量、4级围压条件下,Na2SO4盐渍原状黄土的渗透系数具有如下变化规律:渗透系数随干湿循环的次数增加而增大,且具有增加程度逐步递减的变化趋势。干湿循环次数一定时,渗透系数随硫酸钠含量增加近似呈线性增大特征。随围压的增大,渗透系数逐渐减小且且其衰减幅度逐渐减小。（2）提出了一种基于lg（1+e）-lgk形式的经验关系方程,用于估算考虑孔隙比、干湿循环和含盐量等影响因素的原状黄土渗透系数。试验结果与计算结果较为接近,说明了该方程的合理性。（3）工业CT扫描图像反映了干湿循环和盐蚀作用对土体结构的破坏,具体表现为:随着干湿循环次数和含盐量的增加,CT数ME值逐渐下降和SD值逐渐增加。通过孔隙（颗粒）与裂隙图像识别与分析系统（PCAS）对CT图像进行定量分析,结果表明土样的裂隙率和分形维数随着干湿循环和含盐量的增加而增加。（4）通过对三维模型进行整体分析,探究了干湿循环条件下裂隙在三维空间中的演化情况。随着干湿循环次数和含盐量增加,试验表面产生新的干缩裂隙且已有裂隙继续扩展,裂隙从试样周边开始向中心逐渐演化与汇聚。（5）构建了干湿循环作用下三维重构孔隙率演化方程,可较好地对孔隙率演化规律进行定量描述。细观CT三维重构孔隙率和宏观三轴渗透系数具有相同的变化规律,表明细观结构孔隙率准确揭示了宏观三轴渗透系数演化规律的细观机制。
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