土体的天然结构性直接影响其宏观力学特性, 进而影响工程场地原位岩土体力学参数的确定. 为提高我国西部深厚覆盖层上大型水利水电工程建设的安全性和经济性, 准确评估原位覆盖层土体的天然结构性至关重要. 已有研究表明, 原状结构性砂土与重塑砂土具有显著的力学性质差异, 但其结构性的细观机理尚不明晰. 本研究对比取自河湖沉积区的冻结原状砂土及砂雨法制备的重塑砂土, 开展了空心圆柱扭剪试验, 以比较两者宏观尺度上的力学行为, 并开展了无侧限烘干试验及x射线断层扫描, 比较其组构特征. 结果表明:在宏观尺度, 单调加载中原状砂土具有更高的初始剪切模量和更显著的剪胀性, 且随着加载进行, 这些差异逐渐减小, 不排水循环加载中原状土则表现出更高的抗液化强度; 无侧限烘干试验同样表明原状砂土具有结构性, 原状试样可在无侧限烘干条件下维持立样, 而长期固结的重塑土可一定程度再现这一现象. 细观扫描分析进一步显示, 原状土具有比重塑土更高的平均配位数和接触面积比, 且接触面积比的差异在大颗粒中更加明显. 原状砂土在上覆压力下的长期沉积过程可能是其咬合结构性的重要来源. 本研究结果有助于提升对于土体原位结构性的认识, 并为原状土的本构模拟提供依据.
Zhang et al. (Wed,) studied this question.