凍融循環(huán)對(duì)酸污染黃土抗拉特性劣化試驗(yàn)研究

劉 華，胡鵬飛，王夢(mèng)南，劉乃飛，胡文樂

(1.西安建筑科技大學(xué) 土木工程學(xué)院，陜西 西安 710055；2.陜西省巖土與地下空間工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710055)

我國黃土地區(qū)因季節(jié)的更替而引發(fā)的周期性凍融循環(huán)，一定程度上改變了黃土的內(nèi)部組構(gòu)，從而對(duì)黃土的力學(xué)性能產(chǎn)生損傷，進(jìn)一步影響黃土上建(構(gòu))筑物的安全性[1-3].由于氣候的周期性變化，黃土體的特殊組構(gòu)在降雨、蒸發(fā)和凍結(jié)、融化的交替變化下發(fā)生改變，黃土的抗拉強(qiáng)度也處于不斷變化中，改變著黃土地表的形態(tài)特征.與此同時(shí)，工農(nóng)業(yè)的發(fā)展以及城市現(xiàn)代化的不斷建設(shè)，環(huán)境污染的問題愈來愈顯著，孔隙水污染對(duì)黃土場地及邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)造成了一定程度的影響.因此對(duì)于凍融循環(huán)條件下污染黃土的抗拉強(qiáng)度的研究，對(duì)黃土場地穩(wěn)定性的影響具有實(shí)際的工程意義.

近年來，研究者對(duì)于凍融循環(huán)效應(yīng)下的黃土體特性研究越來越多.葉萬軍等[4-5]通過掃描電鏡、CT掃描探究了不同凍融循環(huán)次數(shù)下黃土結(jié)構(gòu)損傷，結(jié)果表明土體內(nèi)部骨架連接方式發(fā)生改變，影響著凍融循環(huán)作用下黃土邊坡剝落模式和結(jié)果.李寶平等[6]通過平面應(yīng)變?cè)囼?yàn)研究了凍融循環(huán)原狀黃土的力學(xué)性質(zhì)，得出了凍融的循環(huán)周期越大，土體損傷越嚴(yán)重.Zhou[7]基于巴西劈裂試驗(yàn)方法探究凍土內(nèi)的冰含量對(duì)土的抗拉強(qiáng)度的影響，結(jié)果表明凍土的抗拉強(qiáng)度隨著溫度的降低而增加，與凍土中的冰含量緊密相關(guān).趙茜等[8]研究了凍融循環(huán)對(duì)黃土滲透系數(shù)異性的影響，結(jié)果表明隨著凍融次數(shù)的增加，黃土的滲透系數(shù)增大，各向異性受到弱化.陳濤等[9]提出凍融循環(huán)中大孔隙增多、細(xì)顆粒聚集對(duì)單軸抗壓性能具有弱化影響.許健等[10-11]通過CT掃描、剪切試驗(yàn)，研究了原狀黃土和Na2SO4鹽漬黃土凍融過程劣化規(guī)律和微觀結(jié)構(gòu)的損傷演化機(jī)制，提出原狀黃土粘聚強(qiáng)度劣化模型.鄭勛等[12-13]探討了凍融循環(huán)對(duì)黃土結(jié)構(gòu)性影響的機(jī)理，定義了“凍融結(jié)構(gòu)勢”作為土體結(jié)構(gòu)性的定量參數(shù)，并分析了凍融循環(huán)中土的三相組成在水分相變和遷移過程的影響，得出了凍融過程中水分變化對(duì)土顆粒及孔隙的反作用力，是對(duì)土結(jié)構(gòu)性影響的根本原因之一.因此凍融循環(huán)作用對(duì)黃土結(jié)構(gòu)性的損傷不僅對(duì)土體壓-剪性能有影響，而且對(duì)土體的抗拉強(qiáng)度也有一定的影響.

在污染黃土的力學(xué)性質(zhì)方面，王緒民等[14]分析了原狀黃土受到酸性溶液侵蝕下黃土力學(xué)性質(zhì)的演變規(guī)律，得出浸泡液酸性越強(qiáng)，鈣質(zhì)膠結(jié)物溶蝕速度越快，黏聚力越小.楊秀娟等[15]通過室內(nèi)模擬的方法探究了酸性溶液對(duì)黃土工程性質(zhì)的影響，結(jié)果表明隨著酸溶液濃度的增大，抗剪強(qiáng)度降低，滲透系數(shù)增大，土體孔隙孔徑增大.劉華等[16]通過滲透試驗(yàn)及電鏡掃描探究了酸污染原狀土的滲透微觀特性演變規(guī)律，結(jié)果表明隨著酸溶液濃度增大，污染土的滲透系數(shù)降低.朱春鵬等[17]通過三軸剪切試驗(yàn)和直剪試驗(yàn)探究了酸堿污染土的強(qiáng)度特性，得出了濃度和總應(yīng)力強(qiáng)度之間的關(guān)系.基于凍融劣化和孔隙水變化的影響結(jié)果，周鳳璽等[18]探究了穩(wěn)定條件下非飽和土中溫度-水-鹽(THC)多場耦合效應(yīng)，得出了溫度邊界、含水率、孔隙率在飽和土中各分場的演變規(guī)律.

目前多數(shù)學(xué)者都是對(duì)污染土的抗剪、抗壓、滲透系數(shù)等基本力學(xué)特性進(jìn)行研究，對(duì)凍融循環(huán)和孔隙水酸污染耦合條件下黃土的抗拉強(qiáng)度的變化及強(qiáng)度劣化機(jī)制的研究，而對(duì)于凍融循環(huán)作用下酸污染土的抗拉強(qiáng)度特性研究較少.基于此，本文選取陜西省銅川市原狀黃土為研究對(duì)象，采用臥式單軸抗拉強(qiáng)度測試儀，探明凍融循環(huán)和酸污染耦合條件下原狀黃土的抗拉強(qiáng)度演變結(jié)果，探討了酸污染和凍融循環(huán)次數(shù)對(duì)黃土抗拉強(qiáng)度的耦合影響，進(jìn)一步分析酸污染黃土在凍融循環(huán)作用下的損傷機(jī)制.對(duì)邊坡剝落、地表地貌塑形以及穩(wěn)定性預(yù)測，在工程建設(shè)和運(yùn)營中具有重要的指導(dǎo)意義.

1 試驗(yàn)方案

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用黃土試樣取自陜西省銅川市耀州區(qū)某在建基坑，采用人工取土的方法取得原狀土樣，取土深度為2.0～3.0m.該土樣為Q3黃土，土質(zhì)較均勻，土體中有微量顆粒狀鈣質(zhì)膠結(jié)物，少量植物根系和蟲孔.取樣位置及現(xiàn)場見圖1，原狀黃土試樣的基本物理性質(zhì)指標(biāo)見表1，顆分曲線如圖2所示.

圖1 現(xiàn)場取樣概況Fig.1 Field sampling

表1 基本物理性質(zhì)指標(biāo)Tab.1 Basic physical properties

圖2 顆分曲線Fig.2 Particle distribution curve

1.2 試樣制備

根據(jù)《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50123-2019規(guī)定[19]，原狀土樣制備：制備尺寸為直徑39.1 mm、高80 mm的圓柱體試樣，制備好的土樣用保鮮膜包裹封裝，備用.

試驗(yàn)所選酸液包括鹽酸、硫酸和硝酸三種，以蒸餾水為基液配置濃度為0.1 mol/L、0.5 mol/L、1.0 mol/L和2.0 mol/L四個(gè)濃度梯度，經(jīng)過調(diào)研大量文獻(xiàn)資料，大量化工工廠以及造紙業(yè)產(chǎn)生的廢水的排放、泄漏的未稀釋的污水對(duì)土體造成的污染[20]，生活垃圾常年堆積產(chǎn)生的酸液的排放以及部分地區(qū)酸雨的影響，在長期發(fā)展過程中，由空氣揮發(fā)、地下水和雨水的稀釋，致使酸污染濃度有所降低，因此所選取酸溶液低濃度為0.1 mol/L和0.5 mol/L，高濃度為1.0 mol/L和2.0 mol/L.通過抽氣污染的方法，制備污染試樣，抽氣污染試驗(yàn)裝置如圖3所示.將4種不同濃度的污染液注入試樣上端，觀察氣壓表，調(diào)節(jié)飽和缸內(nèi)氣壓，相同溫度、氣壓條件下，制備完成所需試樣，并用保鮮膜包裹密封靜置48～72 h，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，最終污染試樣含水率為20%.

1.3 試驗(yàn)方法及過程

測試黃土抗拉強(qiáng)度的試驗(yàn)儀器和方法有多種，分為直接拉伸試驗(yàn)和間接拉伸試驗(yàn)[21-22]，但對(duì)于抗拉強(qiáng)度測試儀器尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)測試儀器仍在討論和規(guī)范化過程中，并無明確標(biāo)準(zhǔn)可依.本文以銅川黃土為研究對(duì)象，采用自行裝配黃土臥式單軸抗拉強(qiáng)度測試裝置，如圖4和圖5所示.

圖3 污染試驗(yàn)裝置Fig.3 Pollution test device

圖4 臥式抗拉強(qiáng)度測試裝置示意圖Fig.4 Schematic diagram of horizontal tensile strength testing device

圖5 臥式抗拉強(qiáng)度測試裝置效果圖Fig.5 Effect diagram of horizontal tensile strength testing device

試驗(yàn)儀器最大測量荷載為200 N，精度為0.01 N，經(jīng)凍融循環(huán)污染后的試樣放入圓形卡箍內(nèi)后，圓形卡箍和試樣之間用快干膠黏結(jié)，進(jìn)行固定，保證在拉伸過程中試樣不會(huì)出現(xiàn)拔脫，試樣下方涂抹凡士林，消減試樣和玻璃承臺(tái)間的摩擦；抗拉試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，將百分表讀數(shù)歸零，施加砝碼，試樣受到端部拉應(yīng)力，進(jìn)入拉伸狀態(tài)，S型拉力傳感器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集器中，通過換算公式得到抗拉強(qiáng)度值.

為研究凍融循環(huán)次數(shù)與污染黃土抗拉強(qiáng)度之間的關(guān)系，選定0.1 mol/L、0.5 mol/L、1.0 mol/L和2.0 mol/L四個(gè)濃度梯度為控制點(diǎn)，進(jìn)行0、1、3、5、10和15次凍融循環(huán)的污染土的抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)，為了避免實(shí)驗(yàn)過程中的誤差，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和平衡性，同一個(gè)凍融循環(huán)下的每個(gè)摩爾濃度梯度制備3個(gè)試樣，另外設(shè)置不同凍融循環(huán)下含水率相同的未污染試樣，進(jìn)行對(duì)比，因此，原狀黃土抗拉強(qiáng)度試樣總共為252個(gè).

為真實(shí)還原土體所處實(shí)際環(huán)境，經(jīng)調(diào)研相關(guān)資料，銅川屬于暖溫帶大陸性氣候，不同季節(jié)日均氣溫相差較大，最低氣溫約為-15℃，融化季節(jié)日均氣溫約為20℃，因此在凍融循環(huán)試驗(yàn)過程中，凍結(jié)融化溫度分別設(shè)置為-15℃和20℃.將養(yǎng)護(hù)好污染均勻后的試樣取出，放入凍融循環(huán)箱進(jìn)行封閉保濕凍融循環(huán)試驗(yàn)(保證黃土體在凍結(jié)過程中含水率基本不變).每次凍融循環(huán)時(shí)間設(shè)置為24 h，以凍結(jié)12 h和融化12 h作為一次凍融循環(huán)，凍結(jié)融化溫度分別為-15℃和20℃，不同濃度的污染試樣分別凍融0、1、3、5、10、15次，凍融箱循環(huán)過程如圖6所示.

圖6 凍融循環(huán)過程示意圖Fig.6 Schematic diagram of freeze-thaw cycle process

2 結(jié)果分析

2.1 黃土的拉應(yīng)力-應(yīng)變特征

凍融循環(huán)和酸污染耦合條件下黃土的拉應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系如圖7、8、9所示，圖中APFTN為凍融循環(huán)和酸污染耦合次數(shù).從圖中可以看出經(jīng)過不同濃度的三種酸污染之后，黃土體的拉應(yīng)力隨拉應(yīng)變的增加不斷增大，直至試樣拉伸破壞，其拉應(yīng)力-拉應(yīng)變曲線類型為應(yīng)變硬化型，屬脆性破壞；在同一應(yīng)變下，鹽酸、硝酸和硫酸污染后的試樣，隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，土體抗拉強(qiáng)度不斷減??；在經(jīng)歷3次凍融循環(huán)之后，第5、10和15次凍融循環(huán)得出的應(yīng)力應(yīng)變曲線較為接近，經(jīng)過3次凍融循環(huán)之后，黃土抗拉強(qiáng)度降低，再進(jìn)行凍融循環(huán)黃土?xí)r內(nèi)部結(jié)構(gòu)已破壞，抗拉強(qiáng)度變化量減小.

圖7 凍融循環(huán)與硫酸污染耦合下黃土拉應(yīng)力-應(yīng)變曲線Fig.7 Tension stress-strain curve of loess under the coupling of freeze-thaw cycles and sulfuric acid pollution

圖8 凍融循環(huán)與硝酸污染耦合下黃土拉應(yīng)力-應(yīng)變曲線Fig.8 Tension stress-strain curve of loess under the coupling of freeze-thaw cycles and nitric acid pollution

圖9 凍融循環(huán)與鹽酸污染耦合下黃土拉應(yīng)力-應(yīng)變曲線Fig.9 Tension stress-strain curve of loess under the coupling of freeze-thaw cycles and hydrochloric acid pollution

同一凍融循環(huán)下，原狀黃土污染試樣的拉應(yīng)力隨著拉應(yīng)變的增加呈非線性上升趨勢，曲線斜率逐漸變緩，呈現(xiàn)出冪函數(shù)關(guān)系.在污染黃土的拉應(yīng)力-拉應(yīng)變?cè)囼?yàn)關(guān)系曲線中，可以發(fā)現(xiàn)酸污染和未污染黃土拉伸破壞應(yīng)力的對(duì)比.以鹽酸溶液污染為例，經(jīng)過0.1 mol/L鹽酸污染后黃土抗拉強(qiáng)度較未污染下降了17.4%，而經(jīng)過1次凍融循環(huán)后黃土抗拉強(qiáng)度較未污染下降了13.7%；經(jīng)過2.0 mol/L鹽酸污染后黃土抗拉強(qiáng)度較未污染下降了33.4%，而經(jīng)過15次凍融循環(huán)后黃土抗拉強(qiáng)度較未污染下降了25.8%.可以得出，經(jīng)過酸污染后黃土抗拉強(qiáng)度較未污染土凍融循環(huán)后黃土抗拉強(qiáng)度下降較大即酸污染對(duì)于黃土強(qiáng)度的影響程度大于凍融循環(huán)對(duì)黃土強(qiáng)度的影響.分析其原因：黃土經(jīng)酸液侵蝕后嚴(yán)重破壞了土體本身的結(jié)構(gòu)性，酸溶液與土中物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成可溶性和難溶性鹽，土體結(jié)構(gòu)的破壞程度較大；凍融的反復(fù)進(jìn)行即溫度的變化，致使孔隙水形態(tài)不斷改變以及孔隙水在土體中不斷移動(dòng)，孔隙水的流動(dòng)帶動(dòng)土體內(nèi)細(xì)顆粒在孔隙中游離，土體原生結(jié)構(gòu)變化較小，黃土強(qiáng)度損失相對(duì)較小.

2.2 酸溶液濃度與黃土抗拉強(qiáng)度的關(guān)系

通過黃土單軸抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)得出不同凍融循環(huán)次數(shù)下酸污染黃土的抗拉強(qiáng)度和酸液濃度關(guān)系曲線如圖10所示，圖中N為凍融循環(huán)次數(shù).

圖10 凍融循環(huán)下土抗拉強(qiáng)度與酸液濃度的關(guān)系Fig.10 The relationship between soil tensile strength and acid concentration under freeze-thaw cycles

由圖10可以看出，經(jīng)過三種酸污染之后的土的抗拉強(qiáng)度均有所減小，但最大值都不超過12 kPa；當(dāng)鹽酸濃度從0.1 mol/L升高至2.0 mol/L時(shí)，0次凍融循環(huán)的原狀黃土的抗拉強(qiáng)度下降了19.26%，但經(jīng)過1次凍融循環(huán)之后原狀黃土的抗拉強(qiáng)度降低了23.98%，經(jīng)過3次凍融循環(huán)之后原狀黃土的抗拉強(qiáng)度降低了21.99%，經(jīng)過第5次凍融循環(huán)之后原狀黃土的抗拉強(qiáng)度降低了23.7%，經(jīng)過第10次凍融循環(huán)之后原狀黃土的抗拉強(qiáng)度降低了20.54%.

同一凍融循環(huán)次數(shù)下鹽酸、硝酸和硫酸污染的黃土抗拉強(qiáng)度和酸液濃度呈非線性關(guān)系；經(jīng)過鹽酸和硝酸污染之后的抗拉強(qiáng)度隨濃度的增加呈非線性的減小，經(jīng)過硫酸污染之后的抗拉強(qiáng)度隨濃度是呈非線性的增大；根據(jù)曲線擬合可得，相同凍融循環(huán)下原狀黃土抗拉強(qiáng)度隨酸液濃度的增大呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系；當(dāng)濃度逐漸較大時(shí)，曲線斜率逐漸變緩，經(jīng)過3次凍融循環(huán)之后，抗拉強(qiáng)度逐漸趨近.

原狀黃土的抗拉強(qiáng)度源于土顆粒間吸附強(qiáng)度、原始黏聚力和加固黏聚力[23]，土顆粒間吸附強(qiáng)度是由毛細(xì)壓力和基質(zhì)吸力形成，土體內(nèi)多種碳酸鹽及鹽類薄膜經(jīng)過長時(shí)間的化學(xué)膠結(jié)作用形成黃土中加固黏聚力，膠結(jié)物質(zhì)的數(shù)量、形態(tài)和成分以及含水率對(duì)土顆粒間的黏聚力有不同影響.黃土中主要包括易溶鹽(Na+、Mg+、Ca2+的氯鹽、碳酸鹽和硫酸鹽)、中溶鹽(CaSO4)和難溶鹽(CaCO3)組成的化學(xué)膠結(jié)物以及游離氧化物(SiO2、Fe2O3、Al2O3)[24-26].

2.3 凍融循環(huán)次數(shù)對(duì)污染黃土抗拉強(qiáng)度的影響

凍融循環(huán)作用會(huì)改變土顆粒大小，破壞土體顆粒間的連結(jié)，膠結(jié)力弱化，凍結(jié)生成的冰晶，導(dǎo)致土顆粒擠壓移動(dòng)，土體結(jié)構(gòu)體系發(fā)生變化[27-29]，結(jié)構(gòu)損傷，對(duì)黃土抗拉強(qiáng)度產(chǎn)生一定影響.通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納整理，得出凍融循環(huán)次數(shù)與污染原狀黃土抗拉強(qiáng)度關(guān)系曲線如圖11所示.由圖11可知，同一種酸液濃度污染的原狀黃土的抗拉強(qiáng)度隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加逐漸降低，但是隨著凍融循環(huán)次數(shù)的逐漸增多，污染黃土抗拉強(qiáng)度值降低幅度逐漸減弱，直至趨于穩(wěn)定.在經(jīng)歷1、3次凍融循環(huán)之后，污染黃土抗拉強(qiáng)度變化較大，其抗拉強(qiáng)度值衰減了約20%，經(jīng)過5次凍融循環(huán)之后，其抗拉強(qiáng)度衰減幅度降低.可看出污染原狀黃土抗拉強(qiáng)度加速衰減集中在3～5次凍融循環(huán)，之后劣化特征減緩，抗拉強(qiáng)度逐漸趨于穩(wěn)定的，可得出經(jīng)開挖裸露后的黃土地層的抗拉性能在3～5個(gè)凍融周期內(nèi)的變化幅值是最大的推斷.

圖11 凍融循環(huán)次數(shù)與污染黃土抗拉強(qiáng)度關(guān)系Fig.11 The relationship between the number of freeze-thaw cycles and the tensile strength of contaminated loess

原狀黃土經(jīng)過酸液污染之后，再進(jìn)行反復(fù)凍融作用，土體中水分進(jìn)行不斷的凍結(jié)和融化，孔隙水發(fā)生遷移，遷移力不斷改變土體內(nèi)部孔隙大小及分布；凍融循環(huán)過程中孔隙水形態(tài)發(fā)生變化，液-固-液態(tài)交替進(jìn)行，由于水凍結(jié)成冰，在顆?？紫吨g約束作用下產(chǎn)生凍脹力作用在土顆粒上，破壞了土體原生內(nèi)部結(jié)構(gòu).當(dāng)凍融循環(huán)達(dá)到一定次數(shù)時(shí)，由于土體內(nèi)水形態(tài)的變化，在土顆粒間產(chǎn)生的遷移力和凍脹力導(dǎo)致土體的膠結(jié)力不斷受損，土體中較大粒組結(jié)構(gòu)遭到破壞，改變了原始土顆粒的形態(tài)，進(jìn)行重組排列，初始結(jié)構(gòu)破壞，土體的黏聚力降低，黃土的抗拉強(qiáng)度降低.同時(shí)由于酸液的侵蝕，在土體內(nèi)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，生成了可溶性鹽，離子反應(yīng)方程式為

(1)

凍融循環(huán)過程中產(chǎn)生的可溶性鹽，發(fā)生溶解-結(jié)晶-溶解交替變化，形態(tài)反復(fù)的改變和不斷重復(fù)侵蝕，黃土內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞，土顆粒排列形態(tài)較為松散；經(jīng)過多次凍融，土顆粒排列趨于平衡狀態(tài)，土顆粒間聯(lián)結(jié)強(qiáng)度達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)即殘余抗拉強(qiáng)度.

3 凍融作用下酸污染黃土抗拉強(qiáng)度劣化模型

基于前述凍融循環(huán)次數(shù)對(duì)污染黃土抗拉強(qiáng)度的影響分析，建立酸侵蝕與凍融循環(huán)耦合抗拉強(qiáng)度劣化模型.

酸污染黃土抗拉強(qiáng)度與凍融次數(shù)呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系，可用以下指數(shù)函數(shù)公式進(jìn)行擬合分析.

σt=A·eBN+C

(2)

式中：σt為抗拉強(qiáng)度；N為凍融循環(huán)次數(shù)：A、B、C為擬合參數(shù)(見表2).

表2 擬合參數(shù)Tab.2 Fitting parameters

基于表2擬合參數(shù)，考慮酸污染濃度對(duì)黃土抗拉強(qiáng)度產(chǎn)生的影響，對(duì)表2數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，采用(3)式進(jìn)行擬合，擬合效果較好.

A=A1n+A2B=B1n+B2C=C1n+C2

(3)

式中：n為酸溶液濃度；A1、A2、B1、B2、C1、C2、為擬合參數(shù)，擬合結(jié)果見表3.

將(3)式代入(2)式，可得到酸污染原狀黃土抗拉強(qiáng)度與凍融循環(huán)次數(shù)的關(guān)系式.

σt=(2.72-0.327n)·e-(0.103n+0.398)N- 0.694n+7.18

(4)

式中：n為酸溶液濃度；N為凍融循環(huán)次數(shù).

表3 擬合參數(shù)Tab.3 Fitting parameters

通過已有獨(dú)立試驗(yàn)數(shù)據(jù)和模型計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，此酸侵蝕與凍融循環(huán)耦合抗拉強(qiáng)度劣化模型得出計(jì)算值和試驗(yàn)值相差較小，表明式(4)能較好反映凍融循環(huán)條件下酸污染原狀黃土抗拉強(qiáng)度劣化特性.

4 結(jié)論

本文通過配置孔隙水酸污染的原狀黃土，探討了在凍融循環(huán)效應(yīng)下抗拉強(qiáng)度退化的演變規(guī)律，得出了以下結(jié)論：

(1)酸污染原狀黃土的抗拉強(qiáng)度較小，隨著酸液濃度的增大抗拉強(qiáng)度呈非線性變化態(tài)勢發(fā)展.

(2)在相同污染濃度下，抗拉強(qiáng)度隨著凍融循環(huán)次數(shù)增加而減小，經(jīng)過3～5次凍融循環(huán)后，抗拉強(qiáng)度劣化程度較大，5次凍融循環(huán)后，抗拉強(qiáng)度逐漸趨于穩(wěn)定.

(3)通過室內(nèi)試驗(yàn)得出在凍融循環(huán)效應(yīng)下酸污染土的拉應(yīng)力-拉應(yīng)變演變規(guī)律，并分析了酸污染黃土抗拉強(qiáng)度損傷結(jié)果，建立了酸侵蝕與凍融循環(huán)耦合抗拉強(qiáng)度劣化模型.