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对于穿越古湖泊湿地地区的邢衡高速公路,沿线厂泛分布着软弱土,该地区受地形地势和气候降水等自然因素的影响,具有区别于东部沿海平原地区软土的特卢。大量的研究和实践证明,土体的工程性质除了与其物质成分、颗粒分布等密切相关外,其微观结构因素如颗粒形状、分布、排列和连结方式、孔隙尺度及孔隙本等也起到支配和控制作用,软土微结构的复杂性和随机性导致其宏观上力学性质的复杂性和随机性。本文通过试验,利用扫描电子显微镜和分形理论研究了土体不同应力状态下的微观结构。主要研究内容和成果如下:(1)通过对邢衡高速沿线软弱土原状土进行室内土工试验以及X射线衍射试验,得出邢衡高速软弱土的基本物理力学性质、矿物成分组成以及颗粒组成。采用电镜扫描(SEM)测试技术,对邢衡高速沿线内在不同应力路径下的软弱土原状土样的水平截面和垂直截面微观结构特征进行了观测,分析不同应力下土样的微观结构特征。(2)土体微观结构的参量提取与定量分析。利用土体微观结构图像数据提取出表达土体微观结构特征的参数,如颗粒等效粒径、数量、圆度等,分析了不同应力状态下土样水平截面与垂直截面的微观结构参数,揭示了不同应力状态下的软弱土各自微结构参数随压力的变化规律,从而阐述土体发生宏观变形的微观机制。(3)基于分形理论适合于研究复杂不规则图形的特卢,本文运用分形理论对土体的微观结构进行了深入分析。同时,针对本次研究内容的特卢,定义了研究土体中孔隙和颗粒分布状况的平面分形维数。利用MATLAB语言编写程序,对土体微观结构图片进行了平面分维计算,分析不同应力状态下试验后土体微观结构的分形特征。