【摘 要】
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北疆寒旱区复杂的环境因素是膨胀土渠坡劣化的重要原因，并由此诱发膨胀土渠坡发生滑动破坏现象。为深入研究寒旱区膨胀土渠坡的劣化机理，通过对膨胀土进行三种不同循环模式下的直剪、压缩、渗透及扫描电镜试验，从宏-微观角度分析其力学特性规律并揭示其物理机制。试验结果表明：①直剪试验：不同循环模式作用下的膨胀土黏聚力均随循环次数的增加均呈逐渐减小的趋势，干湿-冻融循环减小幅度最大，干湿循环次之，冻融循环最小，内
【基金项目】
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新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室研究项目（ZDSYS-YJS-2022-13）； 新疆维吾尔自治区寒旱区水资源与生态水利工程研究中心（院士专家工作站项目）（2022.C-001）；
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北疆寒旱区复杂的环境因素是膨胀土渠坡劣化的重要原因，并由此诱发膨胀土渠坡发生滑动破坏现象。为深入研究寒旱区膨胀土渠坡的劣化机理，通过对膨胀土进行三种不同循环模式下的直剪、压缩、渗透及扫描电镜试验，从宏-微观角度分析其力学特性规律并揭示其物理机制。试验结果表明：①直剪试验：不同循环模式作用下的膨胀土黏聚力均随循环次数的增加均呈逐渐减小的趋势，干湿-冻融循环减小幅度最大，干湿循环次之，冻融循环最小，内摩擦角变化幅度不大，基本上处于稳定值；膨胀土经过循环后，裂隙的增多使颗粒间的联结被破坏，降低了颗粒间的胶结作用，致使抗剪强度降低；②压缩试验：随着循环次数的增加，稳定孔隙比呈下降趋势，表明土体的压缩性增强，同条件下干湿-冻融循环压缩性指标变化幅度最大，冻融循环变化最小；不同循环模式条件下，干湿循环使颗粒破损严重，土颗粒间胶结力下降，导致土颗粒骨架发生变化且无法恢复，压缩性增大，冻融循环过程中试样中的自由水冻结使得孔隙增加，土颗粒被冰晶挤压形成新的骨架结构，孔隙比减小但整体变化不大，其中微观孔隙率及颗粒定向频率是影响压缩指标的主要因素。③渗透试验：渗透系数在循环过程中变化分为缓慢、迅速、稳定三个阶段，冻融循环变化幅度最小，干湿-冻融循环变化幅度最大；不同循环模式条件下，在干湿循环过程中，水分在土骨架之间不断迁徙，与土集粒等发生溶解作用，形成新的渗流通道，冻融循环条件下的冻胀作用，造成土体骨架变形、孔隙结构破坏等损伤，为渗流提供通道，其中微观孔隙率是影响渗透系数的主要因素。
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