荷载与干湿循环协同下红黏土的强度特性与裂隙演化规律

为获取符合工程实际的设计参数，研发一种荷载与干湿循环协同作用下土的直剪试验装置与方法，采用图像处理系统，提出了考虑表面裂隙和侧面裂隙下土的裂隙率计算方法，分析了荷载与干湿循环协同作用下红黏土抗剪强度指标及裂隙演化规律，建立了抗剪强度指标与裂隙率、压实度的关系。结果表明：红黏土在荷载与干湿循环协同作用下，黏聚力随干湿循环次数增加在前3次降低显著，后趋于稳定；随上覆荷载增加先显著增加，后缓慢增加；内摩擦角随干湿循环次数和上覆荷载变化总体在10°范围内波动；表面和侧面裂隙都随着干湿循环次数的增加而不断发育，其中表面裂隙在10 kPa时裂隙宽度达到最大，且大、中裂隙发育最明显，同时侧面裂隙由环向裂隙向纵向裂隙发展；裂隙率随压实度的增大而降低，随干湿循环次数增加而增加，随上覆荷载增加先增加后降低，在上覆荷载为10 kPa时达到最大，黏聚力、内摩擦角与裂隙率、压实度的关系可以用二元非线性函数关系来拟合。此研究可为获取符合工程实际的红黏土设计参数提供参考。