【摘 要】
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土水特性是研究非饱和土的核心问题之一,孔隙结构是反映土体物理力学性质变化的本征指标。本文利用高分辨率显微CT对失水条件下不同含水率状态的南京粉砂试样进行三维扫描成像,通过模拟动态扫描的方式对干燥状态、饱和状态（含水率35%）、含水率为30%、25%、20%、15%、10%、5%、0%的南京粉砂进行扫描,获取9种不同含水率状态的扫描图像,结合测定的基质吸力和格子玻尔兹曼方法模拟的渗透率,得到如下结论
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土水特性是研究非饱和土的核心问题之一,孔隙结构是反映土体物理力学性质变化的本征指标。本文利用高分辨率显微CT对失水条件下不同含水率状态的南京粉砂试样进行三维扫描成像,通过模拟动态扫描的方式对干燥状态、饱和状态（含水率35%）、含水率为30%、25%、20%、15%、10%、5%、0%的南京粉砂进行扫描,获取9种不同含水率状态的扫描图像,结合测定的基质吸力和格子玻尔兹曼方法模拟的渗透率,得到如下结论:（1）南京粉砂从干燥状态加水饱和状态再逐渐失水过程中,由于受基质吸力作用,孔隙逐渐收缩,同时收缩现象逐渐减弱,孔隙收缩位移方向以向下和向内位移为主,孔隙整体位移变化较小,孔隙最大位移为591.5μm。边界孔隙出现较大位移,其他部位出现区块型集中位移现象,且区块型集中位移整体分布较均匀。不同含水率状态下孔隙结构参数数值窄幅波动。（2）加水饱和时,土样收缩,收缩明显,出现收缩中心,收缩中心位移较小。同时,收缩作用使土体孔隙喉道变小、连通性变差,孔隙率、配位数、平均孔隙体积、平均孔隙半径、平均喉道半径和喉道长度6个孔隙结构参数值减小,孔隙数量增多。同时,因基质吸力存在一定程度的各向异性,使部分孔隙、喉道体积收缩减小,部分孔隙、喉道体积增大,产生较大的孔隙体和喉道,使最大孔隙体积、最大孔隙半径、孔径方差、最大喉道半径和孔喉比5个孔隙结构参数值增大。同时,典型小孔隙演化为大孔隙,形态特征出现显著变化,孔隙显著增大,形状变规则。（3）从饱和状态失水至含水率为20%状态过程中,基质吸力较小,土样收缩不明显,孔隙位移较小。（4）从含水率20%失水至10%时,在较大的基质吸力作用下表现出较明显收缩状态,孔隙位移相对较大。（5）从含水率10%的状态失水至含水率0%时,较大基质吸力使土样收缩明显,孔隙位移较大,同时出现收缩中心。（6）孔隙结构参数对南京粉砂渗透性影响从大到小依次为:平均喉道半径、平均孔隙半径、喉道长度、孔隙率、平均孔隙体积、孔喉配位数、最大孔隙半径、喉道截面积形状因子、最大喉道半径、孔径方差、孔喉比、孔隙数量、孔隙截面积形状因子和最大孔隙体积。
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