抗冻植被混凝土是在植被型多孔混凝土的基础上进行研发的专利产品,解决了普通植被混凝土在工程应用中存在的强度低、抗冻性能不足、植生效果差、施工工艺复杂等问题,随着国家对生态文明建设的大力推进,抗冻植被混凝土被广泛应用于北方寒冷地区生态工程建设,将工程护坡与绿色生态进行有机结合。现浇抗冻植被混凝土内部复杂的孔隙结构直接决定其力学性能、耐久性能及植生性能。目前,从细观尺度分析现浇抗冻植被混凝土孔隙结构特征及渗流机理的相关研究较少,本文基于课题组前期的研究成果,以现浇抗冻植被混凝土的CT序列图像为研究对象,分析二维平面孔隙特征,建立三维孔隙细观模型,分析孔隙空间分布,忽略植被的影响,对现浇抗冻植被混凝土结构本身进行单相渗流模拟,揭示试件内部的渗流机理,主要结论如下:(1)通过CT扫描技术获取现浇抗冻植被混凝土的序列图像,利用ImageJ软件采用数字图像处理技术提取二维平面孔隙特征参数进行分析,结果表明,孔隙直径、孔隙面积均成单峰分布,说明孔隙均质性良好,孔隙大小比较均匀;孔隙长轴与短轴差距较小,孔隙圆度数值接近1,孔隙形状接近一个正圆;平面孔隙率平均值与实测总孔隙率数值相差较小,表明CT扫描技术与数字图像处理手段结合用于孔隙特征分析是可行的;采用分形维数表征孔隙结构的不规则性、复杂程度,测得的数值表明孔隙具有较好的分形特征;对平面孔隙率与分形维数之间的关系进行回归分析,发现二者线性拟合效果较好。(2)基于CT图像利用三维可视化软件Avizo三维重建现浇抗冻植被混凝土孔隙细观模型,标记孔隙模型定量分析孔隙空间分布特征,孔隙的形状因子分布统计表明孔隙形状大部分为圆形;孔隙直径、孔隙表面积的分布范围与二维相似,说明三维建模得到的孔隙分布结果与二维定量分析有较高的一致性。(3)构建等效孔隙网络模型表征现浇抗冻植被混凝土孔隙的几何特征和拓扑结构,分析孔喉尺寸发现喉道半径、喉道长度均呈正态分布,喉道均质性较好;孔隙半径分布是连续的,呈单峰分布,孔隙均质性良好;平均孔喉比较小,孔喉间连接的均匀程度较高;配位数分布统计结果表明现浇抗冻植被混凝土试件孔隙拓扑结构的连通性较好。(4)基于构建的现浇抗冻植被混凝土的真实细观模型进行单相渗流模拟,结果表明,渗流模拟结果与物理试验结果吻合较好,验证了三维重建模型的可靠性以及单相渗流模拟方法的可行性;沿着流体流动的方向,孔隙受到的压力逐渐降低,最大的压力出现在入口附近;混凝土试件中间部位渗流路线比较完整,渗流线数量多,有利于透水,流体相对流速较快。本文研究成果可以比较准确地描述与评价现浇抗冻植被混凝土的细观孔隙特征及渗透性能,为现浇抗冻植被混凝土的推广应用提供数据支持,更好地指导工程实践。