Vol.44No.5September，2023中国铁道科学CHINARAILWAYSCIENCE第44卷，第5期2023年9月固结压力对泥岩填料孔隙分布及土水特征曲线的影响马丽娜1，张扬1，余云燕1，刘正疆2，刘如珍2，薛彦瑾3（1.兰州交通大学土木工程学院，甘肃兰州730070；2.甘肃省地质调查院，甘肃兰州730000；3.兰州交通大学研究院，甘肃兰州730070）摘要：为研究固结压力对泥岩填料孔隙分布以及土水特征曲线（SWCC）的影响，以非饱和泥岩填料为研究对象，采用压汞试验分析不同固结压力作用下的土体微观孔隙分布，探究孔隙随荷载的演变规律，并结合毛细原理提出基于压汞实验计算SWCC的方法。结果表明：土体中收缩孔隙的存在使得进-退汞曲线表现出显著的滞回性，且瓶颈效应使得压汞试验中土体小孔隙分布密度偏大，大孔隙分布密度偏小；选择分形曲线的转折点作为泥岩填料孔隙划分界限，可将其孔隙划分为5个部分，孔隙含量的变化以大中孔隙体积被压缩为主，小微和超微孔隙几乎不受固结压力的影响；干密度为1.5g·cm—3时不同固结压力作用下的土水特征曲线可采用对数曲线表示。关键词：泥岩填料；固结压力；孔隙；分形曲线；土水特征曲线；压汞试验中图分类号：U214.11文献标识码：Adoi：10.3969/j.issn.1001-4632.2023.05.02泥岩是在自然地质过程中形成的一种特殊岩土，主要由蒙脱石、伊利石等强亲水性黏土矿物组成，具有风化作用强、强度低、易崩解及具有膨胀性等特征。遇水变形的不良性质使得泥岩作为填料使用时易使路基、隧道等开裂，造成结构失稳［1］，或是使铁路线路发生上拱变形，严重威胁铁路安全运营［2］。已有研究表明，土体在外力作用下的宏观物理变形与其微观结构中各要素重组、演化密切相关，宏观力学特性是诸多微观因素共同作用的结果［3-5］。因此研究土体微观孔隙结构特征具有重要意义。压汞（MIP）试验和扫描（SEM和X-CT）试验是研究土体微观变化的重要手段。陈波等［6］、孔令荣等［7］采用MIP法，研究软黏土在不同固结压力作用下孔隙分布特征及其随固结压力的变化规律。崔颖辉［8］采用X-CT试验，分析在冻结情况下碎石中孔隙、冰晶分布特征，并确定碎石中冰晶分布的影响因素。吕海波等［9］、Koliji等［10］通过压汞试验，研究土体孔隙结构分布及其在固结压力下的演化机制，发现固结压力作用只改变团粒间大孔隙体积，几乎不影响团粒内小孔隙体积。Griffiths和Joshi［11］通过2次MIP试验，研究固结压力对团粒间孔隙和团粒内孔隙分布的影响。张先伟等［12］、Delage...
