干湿循环下气—液界面张力对黏土收缩开裂的影响

摘要：

气—液界面张力(表面张力)作为主要的外部环境因素之一,其变化势必会对土壤收缩开裂和土水特性有重要影响.开展了一系列不同温度条件下的干湿循环试验,脱湿温度设定为25℃和60℃两种,对3组不同表面张力的初始饱和试样进行干湿循环试验.在脱湿过程中,对试样的含水率变化及表面裂隙的演化过程进行定时测量拍照,利用数字图像处理技术对试样裂隙图像进行定量分析,最终得到表面收缩开裂裂隙度δ.结果表明:随着干湿循环次数的增加,试样的最终δ有所增加,但增长幅度不大;温度越高,试样初次出现裂隙的时间越快,当温度从25℃增加至60℃时,试样出现初始裂隙时对应的临界含水率从38%增至41%,试样的最终δ增长20%~40%;在同一温度环境下,土样的裂隙发育程度随着表面张力的降低而变慢,最终δ随着表面张力的降低而减小,无论何种温度环境,表面张力大小和裂隙度大小顺序一致,均为纯水试 样>酒精溶液试样>肥皂水试样;含水率相同时,表面张力越大,对应试样的δ越大.

关键词：干湿循环、表面张力、温度、裂隙、图像处理

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分类号：S152.7(土壤学)

资助基金：国家自然科学基金项目41662021,51209182资助 Supported by the National Natural Science Foundation of China.41662021 and 51209182

在线出版日期：2018-05-11（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：369-379