压实黄土和天然黄土的性质有何差别？

 
 
压实黄土和天然黄土的性质有何差别？  
 

黄土作为一种非凡土，占我国疆域面积的6%以上，在未受水浸湿时，一般强度较高，压缩性较小；在必然压力下受水浸湿时，其布局会迅速粉碎，强度迅速低落，产生附加下沉。这种黄土特有的工程地质性质被称为湿陷性，由此导致的地面塌陷和不匀称沉降经常造成黄土高原地域庞大的生命和工业损失。

孔隙布局是泥土最重要的性质之一，它直接影响泥土的含水量、渗透性和强度等其他性质。当前，学术界普遍认为黄土松散多孔的开放亚稳态布局是其湿陷性的根基条件，粉碎其松散、大孔布局理论上可以消除或减轻地基的湿陷性，因此在实际工程建树中多回收强夯、碾压等压实要领来对黄土孔隙举办压密以加强地基强度，但事实表白此类人工重塑后的压实黄土仍具有湿陷性，且压实黄土的变形纪律严重影响大型黄土工程的安详及不变。

为此，大量学者开展了针对压实黄土的研究事情，发明差异干密度的压实黄土性质差异，他们主要通过扫描电镜或压汞法研究其微观布局，但扫描电镜只能举办二维视察，而压汞测试中高压进汞进程会粉碎孔隙布局，因此不能全面反应实际状态下黄土的三维布局特征。

另外，学者固然发明压实黄土的性质与天然黄土存在必然差别，并在宏观力学性质的比拟以及二维微观图像的定性描写取得希望，可是在高判别率三维几许孔隙微观布局方面的定量比拟研究，出格是基于无损CT扫描技能的比拟研究，仍然十分有限。

针对上述问题，中国科学院地质与地球物理研究所页岩气与地质工程院重点尝试室博士研究生张琳鑫、导师祁生文研究员、杨继进正高级工程师等人相助，操作研究所先进的3D微米X-射线显微镜设备，首次获取了高判别率（1μm）无损状态下天然黄土与４种差异干密度压实黄土的三维微观布局体，并从中提取了样品的孔隙率、比外貌积、孔径漫衍、连通孔隙含量和孤独孔隙含量等三维微观参数，开展了天然黄土及压实黄土三维孔隙特征的定量比拟研究，以展现压实黄土同天然黄土的性质差别。

同时，他们操作传统压汞法获取了巨细两种尺寸差异样品的孔隙率、比外貌积及孔径漫衍，比拟微米CT测试功效，进一步探讨了压实黄土同天然黄土的差别性。

研究发明，压实黄土具有奇特的差异于天然黄土的孔隙布局，这抉择了其差异于天然黄土的非凡性质。前人已发明干密度沟通的条件下，压实黄土强度小于天然黄土。本研究进一步表白，尽量压实黄土具有较大的压实密度，其孔隙不变性依旧较差，这主要取决于压实黄土不具备天然黄土在恒久地质演化进程中形成的大量固有连通孔隙及颗粒间不变胶结。孔隙的孔径漫衍状态随干密度的变革可在必然水平上反应压实对黄土微观布局的影响。

研究功效显示，压实进程中黄土布局粉碎可分为两个阶段：首先，大孔布局粉碎为中孔和小孔，直至孔隙布局靠近天然黄土的自然布局；随后，中孔粉碎，酿成小孔。低压实度下压实黄土的布局变革趋向于靠近天然黄土风积状态下的颗粒分列。另外，定量比拟发明，与天然黄土三维孔隙布局最相似的压实黄土，其干密度远大于天然黄土的干密度。该功效进一步证实了前人的概念，即尽量干密度沟通，室内固结黄土与天然固结黄土的孔隙漫衍差异。

这意味着，因样品不敷、变量节制等需制备室内压实黄土以取代天然黄土的相关尝试室研究中，不该利用干密度沟通的压实黄土取代天然黄土开展试验，而应适当增大压实黄土干密度；同时在实际压实工程中，为实现不变性，现场压实黄土干密度应大于与天然黄土三维孔隙布局最相似的压实黄土的干密度。