Изменение поровой структуры экспансивного грунта под действием сухо-влажного цикла. Часть 1.

Введение

Экспансивная почва - это специальная глина с высоким расширением, Многопользо, и характеристики чрезмерного обеспечения, распределен в более чем 40 Страны, включая Китай, Соединенные Штаты и Канада. ЯМР-анализатор Из -за осадков и испарения, Эта почва будет подвергаться сухому циклу. Поскольку экспансивная почва содержит гидрофильные минералы, такие как монмориллонит и иллит, он будет расширяться или договориться в объеме под действием воды. После многих сухих и влажных циклов, это повлияет на механические свойства (модуль сжатия, Деформация расширения и сила сдвига) малоэтажных зданий, Особенно каменные здания. Экспансивная почва вызвала 9 миллиард долларов США по убыткам по всему миру.

Экспансивная почва является важным фактором, который влияет на безопасность зданий, и это также основной источник опасности, который вызывает серьезные несчастные случаи. В настоящий момент, Многие ученые изучали закон расширения и деформации обширных почв: Коэффициент расширения, Индекс пластичности и начальная сухая плотность обычно используются индикаторами для оценки способности расширения экспансивных почв. Исследователи считают, что макроскопическая деформация почвы вызвана изменениями в структуре пор, и более высокие поры в процессе расширения представляют большую угрозу для здания. Однако, Изменения структуры пор в экспансивном почве во время процесса расширения и после необходимого изучения нескольких сухих и влажных циклов.

В этом документе обсуждается внутренняя связь между деформацией расширения обширной почвы и изменением структуры пор в лабораторных экспериментах. Техника ядерного магнитно -резонанса использовалась для изучения характеристик отека нарушенных образцов почвы в 0-4 сухой и влажный циклы, и была проанализирована изменение структуры пор с содержанием воды и временем цикла. Это может дать полезное руководство для выявления механизма отека обширной оценки в почве и зданиях..

Эксперимент

Основные характеристики испытательной почвы

Обширная почва, используемая в этой статье, Китай. В соответствии с соответствующими стандартами классификации, почва слабо обширная.

Базовые приготовления

В этом исследовании используется нарушенная почва. Перед тестом, сначала приготовить влажную почву с содержанием воды в 10.0% и хранить его в герметичной сумке для более чем 48 часы. Не магнитный тефлоновый кольцевой нож использовался для уплотнения испытательного куска диаметром и высотой 40 мм к его оптимальному уплотненному содержанию влаги, И в общей сложности 7 Были приготовлены образцы испытаний.

Тест на расширение

Тест на расширение проводится в консолидационном аппарате. ① Разместите три образца вместе с кольцевым ножом в инструмент консолидации и запишите начальное чтение экстенометров; ②add дистиллированная вода, чтобы покрыть дно образца, чтобы образец почвы поглощал воду и свободно расширяться; ③ Зарегистрируйте изменение чтения экстензометра, пока расширение не станет стабильным; ④ Запечатайте образец для испытаний на ЯМР; ⑤ после расширения, дегидратируйте насыщенный образец до заранее определенного веса при температуре 40 °С, который считается завершенным циклом сухого вита.

ЯМР Тест

① Механизм измерения пор ЯМР: Соотношение пор с различными размерами пор можно рассчитать через ЯМР t₂ Кривая распределения для расчета содержания воды. Когда поры сферические, существует соответствующая связь между T₂ распределение и диаметр пор r:

② Метод насыщения определяет T₂ пороговое значение: Как показано в уравнении молодого лаверса, Увеличение силой всасывания, Вода в больших полях сбрасывается в первую очередь, а затем вода в микропоре разряжается. Измерение т₂ Кривые под разными силами всасывания, Т₂ Значения, соответствующие различным радиусам пор. Когда сила всасывания увеличивается до критического значения, Вся вода в больших полях сбрасывается, Пока вода в микропорах все еще существует.

Среди них, △ P - разница давления; σ - натяжение поверхности жидкости; θ - угол контакта; R - апертура.

В этой статье, Т₂ пороговое значение (Т_2с) определяется как критическое значение между макропорами и микропорами. Потому что образец почвы ослаблен, Непрерывность плохая, и центрифугирование сложно, Метод насыщения используется для получения t₂ отрезать. Метод заключается в следующем: Проверьте т₂ Кривые насыщенных и ненасыщенных образцов, перенесших критическое всасывание; затем преобразовать эти два t₂ кривые в кумулятивные кривые для получения кумулятивного распределения общей воды (макропоры и микропоры) и кумулятивное распределение адсорбированной воды ( Микропора); пересечение двух кумулятивных кривых - это t₂ отсечение между макропором и микропором. Вода в высоком₂ (Т₂> Т_2с) Часть представляет большие поры, и вода в низком т₂ (Т₂ <Т_2с) Часть представляет небольшие поры.

③NMR Тест: Инструмент тестирования принимает анализатор ЯМР Micro12-150H-I-I (Фигура 1) Производится Suzhou Niumag Co., ООО, Использование 60 -миллиметровой катушки, и эффективная область испытаний φ60 мм × 60 мм. Процесс теста ЯМР выглядит следующим образом: Приготовьте образцы почвы (φ40 мм × 40 мм); Заполните различные сухие и влажные циклы в немагнитном кольцевом ноже; Насытить все образцы в течение 48 часов; выполнить тесты ЯМР на насыщенных образцах почвы с различными сухими и влажными циклами; Сбор и анализ данных.