球形颗粒干湿循环过程中的液桥作用规律

作者：杨东升; 冯文凯^*; 白慧林; 易小宇; 顿佳伟; 曾唯恐

来源：水利与建筑工程学报, 2021, 19(01): 182-189.

• 液桥力
• 干湿循环
• 吸湿
• 脱湿
• 物理模型
• 颗粒材料

大量研究表明干湿循环过程对土体结构的影响与液桥的作用规律密不可分。运用由人工合成材料构建的细观二维物理模型进行试验探究实际土体水分变动过程中的细观液桥作用规律。细观试验模型分别设计了"颗粒群"及"单颗粒"两种,并通过高速摄像机记录玻璃珠在吸湿、脱湿过程中的等时间间隔运动轨迹,以此反演干湿循环过程中液桥力的变化规律。"颗粒群"试验结果显示,干湿循环过程对样本结构的影响主要发生在第一次干湿循环的脱湿过程,试验吸湿过程中颗粒结构的扰动较小;"单颗粒"试验结果显示,颗粒接触点间的初始含水率会影响颗粒在吸湿过程中被拖入液桥时的移动轨迹总长度。结合这些现象,推广了静态或准静态下ua-uw<0的液桥作用力公式,并以此对这些现象进行分析。并从细观上进一步揭示了非饱和土干湿循环过程对抗剪强度的影响规律和特点。

• 单位
  成都理工大学; 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室