CT技术下掺煤矸石和电石渣的生土材料损伤演化及孔隙研究

摘要：

为了研究改性生土材料的损伤演化规律,以煤矸石和电石渣作为生土改性掺料,通过对生土试件进行轴压下电子计算机断层扫描(computed tomography,CT)试验,得到各阶段荷载作用下的应力-应变曲线、材料内部破坏过程、CT图像等.研究各扫描断面CT图像、CT数与试件破坏过程演化规律,分析CT图像、CT数和应力应变的关系,计算材料各断面孔隙率,引入损伤度来建立材料孔隙与损伤之间的联系.结果表明:在不同应力状态下,XY扫描断面CT图像中裂缝是由四周以环状的形式向内部延伸,YZ扫描断面的破坏从上下表面产生,试件内部的密实度高,试件边缘抵御变形能力相比内部较差.试件受"环箍效应"影响显著,试件底部CT数大于上部,但是XY-2 断面CT数小于其他断面,出现大量孔隙和裂缝.低应力状态时,试件上部孔隙率变化大于下部,在峰值应力时,孔隙率波动明显,变化幅度为-43%～500%.峰值应力后,试件上部孔隙率迅速减少,下部则相反.通过对无纲量损伤度的计算,损伤度表现出随应力的增加先增大后减小再增大的规律.研究成果可为生土改性材料的损伤本构关系提供参考.

关键词：计算机断层扫描(CT)技术、改性生土材料、动荷载、损伤度、灰度图

所属期刊栏目：23

分类号：TU411.3(土力学、地基基础工程)

资助基金：陕西省自然科学基础研究计划项目;西安市科技计划项目;陕西省教育厅科研计划项目

在线出版日期：2023-10-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：12182-12192