关于CT技术在岩土工程研究中的应用探(2) - 农业工程技术杂志社投稿

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关于CT技术在岩土工程研究中的应用探(2)

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砂岩的密度损伤增量全为负值,速率也变快;在裂纹重分岔-扩展阶段,砂岩的密度损伤增量继续变负,但速率变慢;在裂纹惯通-宏观破坏阶段,砂岩的密度损伤增量继续变负,速率变的更快。任建喜、葛修润等[4]在国内外首次利用CT专用岩石三轴试验加载设备,完成了单一裂纹岩石卸围压应力作用下损伤破坏全过程CT实时监测试验,得到了非常清晰的节理岩石卸围压破坏全过程中从裂纹发展、贯通到破坏等各个阶段的CT图像。结果表明,节理岩石的卸载破坏具有突发性。施斌等[5]用CT技术对由砂、膨润土、高岭土、硅粉和玻璃球等组成的土体模型在外力作用下进行了无损伤土体裂隙发育动态的观测;卢再华等[6]对南阳重塑膨胀土在干湿循环过程中裂隙的演化进行了CT试验研究,分析了裂隙损伤变量随累计干缩体积变化的规律;卢再华等[7]利用与C机配套使用的非饱和土三轴仪,对非饱和原状膨胀土在三轴剪切试验过程中内部结构的变化进行了动态、定量和无损伤量测,得到了土样内部损伤结构演化清晰的CT图像和相应的CT数据。

3.2 用CT技术研究土体的结构性陈正汉等[8]研制了一种能与CT机配套使用非饱和土三轴仪。该仪器除具有非饱和土三轴的全部功能外,还能在试验过程中对土样的内部构进行动态、定量和无损测量。利用该三轴仪和T机,动态地追踪了膨胀土试样在三轴剪切试验程中的损伤演化,并结合其强度、变形等宏观试结果进行了分析。长江科学院程展林等[9]采用大型三轴仪结合自主研制的CT三轴仪对球形颗粒散粒体进行应变式三轴试验。表明,球形颗粒散粒体应力---应变关系符合理想弹塑性模型,其强度符合ohr-Coulomb强度理论,体变与轴向应变关系符线性关系。散粒体的强度和变形特性与其颗粒整方式有密切关系,表明CT技术能够清晰、准的反映粗粒土颗粒的位置和形态。Wong[10]用CT技术研究了砂土

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在三轴压缩(低应力水平)过程中剪切变形结构的变化特点;文平等[11]用取自山东巨野矿区埋深近600m的部砂土样,在三轴试验机上进行围压为12MPa三轴卸载试验,同时用CT装置探测试样在试验过程中内部结构变化,并对记录的CT图片进行计算机图像分析处理,分析了深部砂土在高压卸条件变形和破坏结构性变化本质的特点;王朝阳[12]进行了在三轴压缩荷载作用下黄土结构破坏过程的细观损伤扩展规律的实时CT检测试验,得到的CT数、CT图像等试验结果进行了分析,到了原状黄土土体孔隙变化特性及原状黄土的体损伤扩展初步规律。.

3用CT技术研究土壤中的大孔隙在土壤科学中,为评价大孔隙对水流和溶质运特性的影响,必须确定土壤中大孔隙的大小、数、形状和连通性。过去由于缺乏充足的非破坏性量技术,测量大孔隙是非常的困难, 20世纪90代, CT技术开始引进到土壤科学中。Waner[13]对CT扫描图像进行了可视化解释,说明CT术可准确揭示土壤中大孔隙的数目、大小和位;Peyton等[14]提出可以使用CT技术并结合分形数来描述土壤中大孔隙的结构; Zeng等[15]进一用CT技术结合分形维数和分形非均匀性来描土壤中大孔隙结构;冯杰等[16]利用国家专业实室对取自南京郊区农场的非扰动土柱和回填土行了CT扫描实验,描述了土壤中大孔隙的结,并揭示了大孔隙的连通性。.

4结语

目前,国内对岩土工程进行可视化检测的C机主要是医用的,专用的岩土工程CT机较少,仅中科院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室的CT机和长江科学院水利部岩土力学与工程重点试验室的CT机是岩土工程CT机。目前CT可视化检测在岩土工程研究中的应用主要集中于岩石和特殊土,如黄土、膨胀土、冻土等相信不久的将来将会扩展到一般的岩土工程研究领域,如加筋土、粗粒料、一般黏土等。

参考文献

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[4] 任建喜,葛修润,蒲毅斌.节理岩石卸载损伤破坏过程CT实时检测[J].岩土力学, 2002, 23(5): 575-578.[

5] 施斌,姜洪涛.在外力作用下土体内部裂隙发育过程的CT研究[J].岩土工程学报, 2000,

6]Charac-terizingMacropores in Soil by CT[J]. Soil Sc.i am.J., 1989, 53:

653-660Peyton R L, GantzerG J, Anderson SH, et a.l Frac-talDemension toDescribe SoilMacropore StructureU-sing X - ray CT[ J]. Water Res., 1994, 30: 691 -700 Zeng Y, GantzerR L, et a.l Fractal Dimension andLacunarityDetermined with X-ray CT[J]. Soil Sc.iAm. J., 1996, 60: 1718-1724.

文章来源：《农业工程技术》网址: http://www.gcjszzs.cn/zonghexinwen/2020/1107/1350.html