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桂林位于广西省东北部,地处低纬,属中亚热带季风气候,全年多雨,且雨热基本同季。在这种自然条件下对于桂林地区广泛分布的红粘土的力学结构和物理性质造成一定的影响性,在实体工程当中,比如边坡、基坑的开挖中,土体裂隙的发育导致其本身所能承受的极限强度下降,往往在未达到能承受最大应力情况下发生临空面垮塌、地面塌陷等等,造成一定的人员伤亡和人身财产的损失。因而,认识红粘土裂隙特性并降低其在实际工程中的破坏性,对于工程的施工和提高工程体的安全性有着很重要的意义。 本文通过室内试验的手段,采用多因子的试验方法,分别对红粘土的裂隙成因、不同试验条件下裂隙的发展趋势、裂隙的分形特征以及裂隙对红粘土强度影响性等方面进行了系统地讨论和研究。试验的主要内容有: 1、红粘土的裂隙成因机制研究。采用多因子的试验方法,对红粘土的干密度、含水率、温度和试样尺寸等因子进行控制,将其进行直接烘干后的土样与进行人工湿化试验和真空渗透试验后的试样进行对比。得出在改变干密度、含水率、温度和试样尺寸等因子的前提下,单独烘干试验方法下红粘土不会出现裂隙,而反复进行干湿循环后的试样裂隙随着干湿循环次数的增加发育得愈加明显;此外,人工湿化试验和真空渗透试验两种不同试验方法对于试样的影响性也有强弱之分; 2、研究红粘土裂隙的分形特征。对裂隙扩展过程中的红粘土试样进行跟踪拍摄,使用photoshop等图形软件对红粘土裂隙图像进行去噪,灰度化、二值化和凸显化效果等处理,分析红粘土裂隙的发展趋势;合理运用Matlab编写程序语言对二值化后的裂隙图像的像素进行提取和统计,统计红粘土裂隙的几何参数特征,求出裂隙的分形维,并研究裂隙几何参数与干湿循环次数的关系; 3、研究红粘土裂隙对其土体强度的影响性。分析红粘土裂隙从开裂、扩展到稳定的力学机制,研究土体强度与干湿循环次数、裂隙率和分形维之间的几何关系,得出土体强度随着干湿循环次数、裂隙率和分形维的增大,都有在短期内强度略微提高,后期快速下降的趋势,直至5次干湿循环后裂隙发育趋于稳定,说明干湿循环次数、裂隙率和分形维可以作为衡量红粘土土体强度大小的可靠性指标之一。