基于核磁共振的不同含水率黃土古土壤凍融循環(huán)試驗研究*

葉萬軍 強艷紅 景宏君 鄒 愈

(①西安科技大學建筑與土木工程學院， 西安 710054， 中國) (②陜西科技控股集團有限責任公司， 西安 710077， 中國) (③陜西科控技術(shù)產(chǎn)業(yè)研究院有限公司， 西安 710077， 中國)

0 引 言

古土壤多形成于第四紀，主要分布于我國西部的黃土塬地區(qū)。隨著該地區(qū)工程項目的建設(shè)，古土壤地層逐漸被人們所關(guān)注。季節(jié)性凍區(qū)的古土壤地層，在降雨入滲、凍融交替共同作用下土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)劣化，導致其物理力學特性發(fā)生改變，從而使工程性質(zhì)受到影響。因此，了解不同含水率凍融環(huán)境下古土壤的微觀變化規(guī)律，對研究古土壤凍融損傷演化過程以及凍土區(qū)古土壤地層工程建設(shè)破壞機理具有重要意義。

近年來，眾多學者在巖土凍融方面研究較多，主要集中在巖土體凍融損傷機理(楊更社等， 2014； 趙建軍等， 2019； 陳國慶等， 2020)、顆粒孔隙變化特征(李杰林等， 2012； 葉萬軍等， 2018)、強度劣化模型(申艷軍等， 2020)、滲透特性(許建等， 2017)及力學特征變化(賀晶晶等， 2018； 楊秀榮等， 2020)等方面。通過宏微觀多尺度分析深入研究凍融環(huán)境對巖土體的影響，幫助解決巖土工程中的實際問題。

目前，對于巖土體微觀結(jié)構(gòu)的研究主要是通過CT掃描技術(shù)(韓偉歌等， 2017； 宋勇軍等， 2019； 鄭博寧等， 2019)、電鏡掃描技術(shù)(齊吉琳等， 2003； 倪萬魁等， 2014； 谷琪等， 2016)以及核磁共振技術(shù)分析試樣內(nèi)部孔隙和顆粒分布規(guī)律、試樣破壞動態(tài)過程以及損傷劣化特征等，從而加深對土體宏觀特性的認識。核磁共振技術(shù)作為一種無損傷檢測技術(shù)近幾年被廣泛應(yīng)用到巖土工程領(lǐng)域，目前在巖石方面應(yīng)用較多，土體方面應(yīng)用較少，尤其是土體凍融損傷機制方面涉及更少。……