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2022 年 9 月 灌溉排水学报 第 41 卷 第 9 期 Sep 2022 Journal of Irrigation and Drainage No 9 Vol 41 85 文章编号 1672 3317 2022 09 0085 08 添加膨润土对土壤渗透性及微观结构影响的研究 薛万来 1 2 李法虎 2 刘 晔 3 李彬瑜 4 黄炳彬 1 1 北京市水科学技术研究院 北京 100048 2 中国农业大学 水利与土木工程学院 北京 100083 3 河北工程大学 河北 邯郸 056000 4 中国电建集团 北京勘测设计研究院有限公司 北京 100024 摘 要 目的 研究膨润土掺量对砂土渗透性的影响 为永定河构建生态水面提供理论依据 方法 通过室内 土柱试验 设置 了膨润土添加比例分别为 3 6 9 12 和 15 的 5 个不同水平 系统探究 不同膨润土添加量 对土壤渗透性及微观结构的影响 结果 当膨润土掺量从 6 增加到 15 时 改良砂土的渗透系数从 10 5 cm s 降 低至 10 7 cm s 表明膨润土掺量对改良砂土渗透性有显著影响 对不同膨润土掺量的试样进行微观机理分析可知 随着膨润土掺量的增多 土样结构逐渐由颗粒结构体转变为团粒体 从而导致土体的渗透系数减小 且大孔隙的面 积百分比与改良砂土渗透系数对数正相关 拟合度 R2为 0 89 随着膨润土掺量的增加 内部孔隙面积分布的定向性 有较好的改善 从而降低渗透系数 从微观层面二维平面与三维空间所求的孔隙比 e 与渗透系数对数呈线性回归关 系 拟合度 R2分别为 0 98 和 0 96 其结果与宏观规律一致 结论 添加膨润土可改善土体孔隙面积 改变土体平 均 孔径 显著降低砂土渗透系数 关 键 词 孔隙特征 砂土 渗透性 微观结构 电镜扫描 中图分类号 TU411 文献标志码 A doi 10 13522 ki ggps 2021125 OSID 薛万来 李法虎 刘晔 等 添加膨润土对土壤渗透性及微观结构影响的研究 J 灌溉排水学报 2022 41 9 85 92 XUE Wanlai LI Fahu LIU Ye et al Mixing Soil with Bentonite to Amend Its Microstructure and Permeability J Journal of Irrigation and Drainage 2022 41 9 85 92 0 引 言 1 研究意义 渗透性是土的重要工程性质之一 1 多数学者在宏观层次研究土的渗透性 而宏观规律性 还需归因于微观层次的机理分析 土的微观结构是结 构单元体和孔隙之间接触和联结关系的总称 2 因而 土的渗透性很大程度上受到其微观系统结构的影响 研究进展 近年来 基于扫描电镜与图形分析 软件对土体微观结构进行分析是当前岩土工程研究 中最有效 最直接的方法 3 目前 叶为民等 4 对上 海软土的研究表明 渗透特征的各向异性取决于微观 孔隙的各向异性 牛文杰等 5 通过对膨润土的微观孔 隙率 平均颗粒直径等进行定量分析 提出了考虑微 观结构效应的非饱和渗透系数计算公式 高发亮等 6 通过电镜扫描图片的定性分析 从微观角度解释了不 同土质渗透性差异的本质 杨博等 1 认为 改性黄土 渗透系数与微观有效孔隙显著相关 隋军等 7 从微观 的定性及定量上分析得出 大 中孔隙的数量与黄土 渗透系数有密切关系 姜彤等 8 应用蒸汽平衡法和扫 描电子显微镜对膨润土持水特性和微观进行了定性 收稿日期 2021 04 06 基金项目 国家科技重大专项 2018ZX07101005 03 作者简介 薛万来 1989 男 江苏淮安人 高级工程师 博士 主要 从事水土环境工程研究 E mail xuewanlai 通 信 作者 李法虎 1963 男 河南新乡人 教授 博士 主要从事水 土工程研究 E mail lifahu 分析 Takai 等 9 采用柔性壁渗透仪 研究分析了 不 同配比制成的膨润土 水泥 土试样渗透试验 发现固 化时间显著影响试样渗透系数 Sakai 等 10 分析了孔 隙大小 数量和分布特征等材料结构特征与渗透性关 系 切入点 上述研究多数从渗透系数与孔隙结构 相关关系揭示渗透系数变化特征 并通过微观孔隙结 构定性方面入手揭示渗透系数变化的原因 但从微观 结构定量方面研究较少 尤其关于孔隙定向排列特征 以及孔隙结构参数对渗透系数变化影响的研究有待 进一步深入 拟解决的关键问题 基于此 本试验以永定河 断流区表层砂土为研究对象 采用膨润土对砂土进行 改良处理使其达到预期的渗透性 并基于电镜扫描观 测和渗透试验 研究改良砂土渗透性及其微观结构变 化关系 旨在为永定河 北京段 实现 控制渗漏 构建生态水面 的目标要求提供支撑 1 材料与方法 1 1 试验材料及设备 试验 用砂土取自永定河下游立垡村 砂土物理指 标经室内试验测定后见表 1 改良砂土所用膨润土性 能指标见表 2 试验装置由内径为 10 cm 高 50 cm 的土柱和内径为 5 cm 的马氏瓶供水系统组成 灌溉排水学报 86 表 1 砂土物理指标 Table 1 Physical properties of the sandy soil 粒径 mm 土粒比重 G S 堆积密度 g cm 3 紧密密度 g cm 3 渗透系数 cm s 1 0 5 0 25 0 25 0 075 0 075 0 005 0 005 6 5 62 6 28 6 2 3 2 668 1 35 1 55 8 67 10 5 表 2 膨润土性能指标 Table 2 Physical properties of the Bentonite 项目 吸蓝量 g 100 g 1 胶质价 mL 15 g 1 膨胀倍数 含水 率 质量标准 18 30 500 15 10 1 2 试验方案与方法 本次试验设置土层高度为 20 cm 膨润土的掺量 设置为 0 3 6 9 12 和 15 膨润土和 砂土混合后干密度设置为 1 35 1 40 1 45 1 50 g cm3 和 1 55 g cm3 每组做 3 份平行对照 在恒定水头 40 cm 下记录马氏瓶水面刻度 入渗相对稳定时结束试 验 然后进行电镜扫描试验 微观扫描试验采用环境扫描电子显微镜 SEM 采集土体的微观结构图像 将土样置于 105 烘箱内 8 h 烘至恒质量 后 切出 1 个 20 mm 10 mm 10 mm 的长方体 再将试样掰断 露出新鲜表面以备观测 采用 Image pro Plus 图像处理软件对土体微观结构的 SEM 图像进行分析 2 结果与分析 2 1 渗透试验结果 不同膨润土掺量的渗透系数见表 3 由于砂土结 构松散且黏聚力较小 膨润土掺量为 0 时 水流立 即渗入试样底部 渗透系数均值为 8 13 10 5 cm s 掺 量小于 6 时 改性砂土的渗透系数从 10 5 cm s 降低 至 10 6 cm s 变化幅度较小 掺量从 6 增加到 15 时 改良砂土的渗透系数从 10 5 cm s降低至 10 7 cm s 渗透系数变化较大 结合 SEM 图像 图 1 可以看 出 随着膨润土掺量的增多 越来越多的细颗粒填充 到砂土颗粒的孔隙中 并不断地吸附到砂土的骨架颗 粒上 从而使砂土渗透系数降低 当膨润土掺量小于 6 时 渗透系数保持在 5 29 10 5 8 67 10 5 cm s 之间 改良砂土的渗透性差异较小 当膨润土掺量大 于 6 时 渗透系数几乎均在同一量级内变化 因此 膨润土的掺入要比增加干密度对砂土渗透系数的影 响大 并且随着膨润土的掺入可以明显降低砂土的渗 透系数 表 3 改良砂土的渗透系数 Table 3 The permeability coefficient of modified sandy soil cm s 密度 g cm 3 膨润土掺量 0 3 6 9 12 15 1 35 8 67 10 5 6 96 10 5 3 47 10 5 6 33 10 6 4 01 10 6 6 47 10 7 1 40 8 59 10 5 7 21 10 5 1 52 10 5 6 48 10 6 4 97 10 6 5 93 10 7 1 45 8 68 10 5 6 83 10 5 9 63 10 6 5 12 10 6 3 64 10 6 5 43 10 7 1 50 7 43 10 5 6 51 10 5 9 45 10 6 4 50 10 6 2 77 10 6 4 63 10 7 1 55 7 32 10 5 5 29 10 5 7 32 10 6 3 88 10 6 1 58 10 6 1 77 10 7 2 2 试样微观结构特征 改良砂土的渗透系数受膨润土掺量影响较大 故 下文只对不同膨润土掺量的试样进行微观机理分析 对膨润土掺量为 0 的砂土试样图片进行观察分析可 知 图 1 a 试样的骨架颗粒形态为粒状 孔隙 以架空孔隙为主 孔隙粗大且排列疏松 有较好的连 通性 土壤颗粒单元体接触面积较小 多为点接触 图 1 b 图 1 c 图 1 d 分别是膨润土掺量 为 3 9 15 的改性砂土扫描电镜的典型图片 图 1 b 中 土体细孔隙慢慢被填充 大孔隙数量 减少 粗骨架慢慢絮凝 逐渐变成凝絮体 图 1 c 中 孔隙变化较大 土体几乎粘连 连接较紧密 开 始呈 面 面 结构 表面不平整且多为凝絮体 结 构面互相牵制 图 1 d 中 孔隙几乎不可见 土 体黏 结较好 结构面较稳定且趋向整体型 表面较平 滑 出现小颗粒体 土体物理力学性能逐渐稳定 由 上述图像可以看出 同纯砂土试样相比 随着膨润土 掺量的增多 孔隙的数量与大小都呈减小趋势 胶结 物将孔隙填充 砂土中的架空孔隙随之减少 使得孔 隙类型由架空孔隙逐渐过渡到镶嵌孔隙 骨架土颗粒 的接触方式由点接触转变为面接触 从而导致土体的 渗透系数减小 11 SEM 图 像 二值化图像 a 掺量 0 密度 1 5 g cm3 薛万来 等 添加膨润土对土壤渗透性及微观结构影响的研究 87 SEM 图 像 二值化图像 b 掺量 3 密度 1 5 g cm3 SEM 图 像 二值化图像 c 掺量 9 密度 1 5 g cm3 SEM 图 像 二值化图像 d 掺量 15 密度 1 5 g cm3 图 1 膨润土改良砂土扫描电镜图片 500 Fig 1 SEM image of bentonite modified sandy soil 2 3 试样微观结构定量分析 本文依据参考文献 12 提出的孔隙划分标准 见表 4 应用 Image pro Plus 软件 并选取孔隙平均孔径 D 孔隙面积 S 孔隙面积比 A 作为孔隙形态特征参数 选取定向角 R 对干密度为 1 5 g cm3下 6 种膨润 土掺量试样放大 500 倍微观扫描图像进行定量分析 表 4 孔隙分类 Table 4 Classification of soil pores based on diameters 孔隙类别 直径 m 孔隙类别 直径 m 微孔隙 0 2 中孔隙 8 32 小孔隙 2 8 大孔隙 32 图 2 为膨润土掺量与孔隙面积比和平均孔径的 关系 由图 2 可知 随着膨润土掺量的增加 改良砂 土的微观孔隙形态特征发生了变化 平均孔径从 10 8 m 降到了 4 01 m 孔隙面积比从 37 78 降到了 29 68 当掺量小于 6 时 不同处理平均孔径与孔 隙面积比变幅较大 平均孔径下降 49 26 孔隙面 积下降 13 85 这与上文所述掺量较少时膨润土颗 粒在渗流作用下容易被冲走的结果一致 膨润土掺量 改变砂土的渗透特性主要是通过改变土体孔隙面积 和土体平均孔径 说明团粒内孔隙直径随着膨润土含 量的增多而逐渐变小 这也验证了 2 2 节中不同处理 下砂土微观孔隙结构的变化 现象 图 3 为孔隙面积百 分比与膨润土掺量关系图 由图 3 可知 随着膨润土 掺量的增大 微观大孔隙面积百分比从 31 27 降至 13 76 而中小孔隙面积百分比增加 但微孔隙面积 百分比保持在 0 2 左右 从微观角度分析可得 随 着膨润土掺量增加 膨润土细颗粒优先填充砂土颗粒 中的大孔隙 将其分割成直径较小的中小微孔隙 导 致中小孔隙面积百分比增加 由于微孔隙所占面积整 体较小 故在图 3 中微孔隙面积比未有明显增加 图 4 为大孔隙面积百分比与渗透系数对数的关系图 由 图可知 大孔隙的面积百分比与改良砂土渗透系数对 数之间有很好的线性关系 由以上分析可知 膨润土 添加填充了砂土颗粒间的大中孔隙 随着膨润土掺量 的增加 砂土中的大孔隙数量不断减小 由 31 27 灌溉排水学报 88 降至 13 76 另一方面 膨润土附着在砂土颗粒表 面 导致砂土颗粒表面和边缘粗糙不清 增大了土体 的比表面积 将砂土中的多数大孔隙转化为比表面积 更大的中小孔隙 11 图 2 膨润土掺量与孔隙面积比和平均孔径关系 Fig 2 Ratio of pore area and pore diameter to bentonite addition 图 3 孔隙面积百分比与膨润土掺量关系 Fig 3 Ratio of pore area vs bentonite addition 图 4 大孔隙面积百分比与渗透系数对数关系 Fig 4 Ratio of macropore area vs Logarithm of permeability coefficient 2 4 孔隙定向分布特征 孔隙在特定方向上的分布 可以用方向角 R 表示 单元体在 0 360 内镜像对称 12 故可将 0 180 划分成 18等分 由方向角统计计算出 0 180 内每个分区中的孔隙累计面积 以面积百分比为半 径 画出孔隙分布玫瑰图 图 5 结果表明 原状土与膨润土掺量为 3 改良砂土 的孔隙面积分布表现出一定的定向性 主要在 80 100 之间 这可能与干密度有关 本试验采用落 锤法控制干密度 垂向作用力致使孔隙发生横向排 列 使得孔隙长竖轴之间的夹角趋于垂直 因此孔隙 面积分布多集中在 90 附近 随着膨润土掺量的增加 孔隙面积分布的这种定向性有所缓解 80 100 内孔 隙面积所占百分比减小 20 40 和 150 附近的孔隙 面积比增加 总体来看 随着膨润土掺量的增加 可 以很好地改善改性砂土内部孔隙面积分布的定向性 从而降低改良砂土的渗透系数 a 掺量 0 孔隙定向分布玫瑰图 b 掺量 3 孔隙定向分布玫瑰图 c 掺量 9 孔隙定向分布玫瑰图 d 掺量 15 孔隙定向分布玫瑰图 图 5 孔隙分布玫瑰图 Fig 5 Rose diagrams of pore distribution 2 5 孔隙结构参数与渗透系数的关系 能产生渗流的孔隙为有效孔隙 由有效孔隙计算 得到的孔隙比为有效孔隙比 杨博等 1 研究渗透系数 与微观孔隙结构参数关系时 将微观大 中孔隙面积 之和与总孔隙面积之比定义为微观层面的孔隙率 nf 从而将传统的孔隙比修正为微观层面的有效孔隙比 ef 但依据雷祥义 12 提出的孔隙划分标准 见表 4 其中 微观大 中孔隙 的直径均大于 8 m 本文 依据杨博等人的研究思路 将本研究试验结果进行拟 合 见表 5 得到微观层面有效孔隙比 ef与渗透系 2 4 6 8 10 12 28 33 38 43 0 3 6 9 12 15 平均孔径 D m 孔隙面积比 A 掺量 C 孔隙面积比A 平均孔径D 0 10 20 30 40 0 3 6 9 12 15 孔隙面积比 A 掺量 C 大孔隙 中孔隙 小孔隙 微孔隙 y 0 123 6x 7 780 5 R2 0 89 6 5 6 0 5 5 5 0 4 5 4 0 3 5 12 17 22 27 32 lgk cm s 1 大孔隙面积百分比 lgk 线性拟合直线 薛万来 等 添加膨润土对土壤渗透性及微观结构影响的研究 89 数对数 lgk 的关系 见图 6 由图 6 可知 拟合度 R2 为 0 79 表明 lgk 与 ef间的线性关系不显著 其原 因可能是杨博等忽略了微小孔隙对渗流的影响作用 这表明 对于改良砂土 微小孔隙对渗流的影响不可 忽略 表 5 不同方法的孔隙比 Table 5 Void ratio computation by different methods 由参考文献 算孔隙率 nf 由参考文献 算孔隙比 ef 微观平面 有效孔隙率 2 微观平面 有效孔隙比 e2 三维 孔隙率 3 三维 孔隙比 e3 34 90 0 54 35 20 0 54 36 73 0 58 30 34 0 44 34 34 0 52 35 69 0 55 28 90 0 41 30 72 0 44 32 85 0 49 27 96 0 39 29 49 0 42 31 49 0 46 24 49 0 32 28 96 0 41 29 16 0 41 24 07 0 32 26 68 0 36 27 57 0 38 图 6 渗透系数对数与孔隙比的关系 Fig 6 Logarithm of permeability coefficient vs void ratio 党发宁等 14 认为弱结合水占据的孔隙为无效孔 隙 崔德山等 15 研究表明 黏土的弱结合水膜厚度为 0 12 m左右 而周健等 16 建议 大于 2 倍弱结合水膜 厚度的孔隙才为有效孔隙 因此 本研究以直径大于 0 24 m的孔隙为微观有效孔隙 为了对应宏观孔隙参 数 将孔隙理想化为圆形 定义微观孔隙参数如下 微观平面有效孔隙率 2 2 A 效 A 视域 1 式中 A 效 为微观有效孔隙面积 A 视域 为视域总面积 微观平面有效孔隙比 e2 e2 2 1 2 2 式中 2 为微观平面孔隙率 Lambe 等 17 研究结果显示 宏观孔隙比与渗透系 数的对数值之间有很好的线性关系 类比可得到渗透 系数 k 和微观孔隙比 e2 之间 的关系式 lgk e2 3 式中 和 均为常数 基于上述计算公式与方法 可得干密度为 1 5 g cm3 时 不同膨润土掺量改良砂土渗透系数的对数与 平面孔隙比 e2 之间 的拟合关系如图 7 所示 与图 6 相比 图 7 数据规律性较好 拟合度 R2 为 0 98 表 明精确定义后的微观平面孔隙比与渗透系数对数之 间有更好的线性关系 图 7 渗透系数对数与平面 孔隙比的关系 Fig 7 Logarithm of permeability coefficient vs void ratio after definition 前文所述对于土体微观孔隙结构参数的研究均 停留在二维定量分析阶段 但通过电镜扫描所得到的 二维 SEM 图像中同样包含有关土体结构 颗粒大小 孔隙大小等大量三维信息 王宝军等 18 利用地理信息 系统 GIS 中的数字高程模型实现了颗粒表面的三 维重建 并假设每个像素都以各自面积为底面积 各 自的灰度值为高 类似于用积分方式计算颗粒与孔隙 体积 从而在 ArcGIS 中利用三维分析模块的 3D analysis 来计算其面积和体积 本文将 GIS 系统给出的孔隙体积 V 孔 3 和总体体 积 V 总 3 的比值定义为微观三维孔隙比 e3 即 e3 V 孔 3 V 总 3 4 式中 V 孔 3 为 GIS 系统计算出的孔隙体积 V 总 3 为 GIS 系统计算出的总体体积 基于上述计算公式与方法 可得干密度为 1 5 g cm3 时 不同膨润土掺量改良砂土渗透系数对数与微 观三维孔隙比 e3 之间的拟合关系如图 8 所示 拟合度 R2 为 0 96 表明由 GIS 处理所得到的微观三维孔隙比 与渗透系数对数之间也有较好的线性关系 图 8 三维孔隙比与渗透系数对数的关系 Fig 8 Logarithm of permeability coefficient vs three dimensional void ratio 3 讨 论 通过室内试验 分析了在 3 6 9 12 和 15 膨润土添加比例条件下对土壤渗透特性变化 lgk 9 100 6ef 8 767 2 R2 0 79 7 0 6 5 6 0 5 5 5 0 4 5 4 0 3 5 0 30 0 35 0 40 0 45 0 50 0 55 lgk cm s 1 由参考文献计算的孔隙比 ef lgk 拟合直线 lgk 12 11e2 10 527 R2 0 98 7 0 6 5 6 0 5 5 5 0 4 5 4 0 3 5 0 35 0 4 0 45 0 5 0 55 lgk cm s 1 微观平面孔隙比 e2 lgk 拟合直线 lgk 10 624e3 10 179 R2 0 96 7 0 6 5 6 0 5 5 5 0 4 5 4 0 3 5 0 35 0 4 0 45 0 5 0 55 0 6 lgk cm s 1 三维孔隙比 e3 lgk 拟合直线 灌溉排水学报 90 的影响 试验结果表明 当膨润土的掺量从 6 增加 到 15 时 改良砂土的渗透系数从 10 5 cm s 降低至 10 7 cm s 渗透系数变化较大 膨润土掺量对改良砂 土渗透系数有显著影响 这与 前人 20 22 研究结论一 致 即随着膨润土掺量的增加 加入膨润土后混合土 的渗透系数明显下降 不同处理试验的微观孔隙结构 特征表明 膨润土添加改变了土体的孔隙尺度分布和 结构特征 膨润土微小颗粒通过填充和吸水膨胀致使 砂土大孔隙急剧减少 同时膨润土微细颗粒吸水膨胀 的 挤压 和细颗粒的 阻塞 使砂土孔隙连通性降 低 本研究砂土中的大孔隙数量由 31 27 降至 13 76 同时平均孔径由 10 8 m降到了 4 01 m 土体孔隙尺度和孔隙结构特征对土体的渗透性有着 显著的影响 掺入少量膨润土致使砂土大孔隙明显 减少而土体渗透性大为降低 这与前人 23 24 的试验 结果一致 微观结构定量分析表明 随着膨润土掺量的增 大 改良砂土中的大孔隙面积逐渐减小 中小孔隙占 比升高 微观大孔隙面积百分比从 31 27 降至 13 76 微观中孔隙面积百分比由 2 69 增加至 10 31 本研究结果与部分学者 11 25 26 研究 结论较为 一致 本文在前人研究的基础上重新定义了微观孔隙 参数 并比较了精确定义前后的微观平面孔隙比与渗 透系数对数之间线性关系的拟合度 结果表明后者的 拟合度更高 因此 后续研究中可通过分析微观三维 孔隙比与渗透系数之关系 更精准揭示改性材 料添加 对土壤渗透特性影响的原因 4 结 论 1 膨润土掺量的增加能显著 改 变砂土的渗透性 掺入膨润土后 在掺量小于 6 时 改性砂土的渗透 系数从 10 5 cm s 降低至 10 6 cm s 变化幅度较小 当 掺量从 6 增加到 15 时 渗透系数从 10 5 cm s 降低 至 10 7 cm s 渗透系数变化较大 2 加入膨润土使得砂土孔隙类型由架空孔隙逐 渐过渡到镶嵌孔隙 且能够较好地改善内部孔隙面积 分布的定向性 将大孔隙填充分割成较小的中小孔 隙 随着膨润土掺量的增大 微观大孔隙面积百分比 从 31 27 降至 13 76 但微孔隙面积百分比保持在 0 2 左右 大孔隙的面积百分比与渗透系数对数之间 呈线性关系 膨润土添加可改善改性砂土内部孔隙面 积分布的定向性 降低改良砂土的渗透系数 3 根据微观层面二维平面与三维空间所求得的 孔隙比 e 与渗透系数对数之间存在线性回归关系 相 比传统孔隙划分定义 微观大 中孔隙的直径均大于 8 m 而言 精确定义后 直径大于 0 24 m 的微 观平面孔隙比与渗透系数对数之间有更好的线性关 系 微观三维孔隙比与渗透系数对数之间也有较好的 线性关系 改性材料添加对土壤渗透性的后续研究可 从微观层面深入开展 参考文献 1 杨博 张虎元 赵天宇 等 改性黄土渗透性与孔隙结构的依存关 系 J 水文地质工程地质 2011 38 6 96 101 YANG Bo ZHANG Huyuan ZHAO Tianyu et al Responsibility of permeability of modified loess soil on microstructure J Hydrogeology and Engineering Geology 2011 38 6 96 101 2 李顺 群 柴寿喜 王英红 等 阈值选取对黏土微结构参数的影响 J 解放军理工大学学报 自然科学版 2011 12 4 354 360 LI Shunqun CHAI Shouxi WANG Yinghong et al Influence of grey threshold on microstructure for SEM photograph J Journal of PLA University of Science and Technology Natural Science Edition 2011 12 4 354 360 3 唐朝生 施斌 王宝军 基于 SEM 土体微观结构研究中的影响因素 分析 J 岩土工程学报 2008 30 4 560 565 TANG Chaosheng SHI Bin WANG Baojun Factors affecting analysis of soil microstructure using SEM J Chinese Journal of Geotechnical Engineering 2008 30 4 560 565 4 叶为民 杨林德 黄雨 等 上海软土微观空隙各向异性特征及其成 因分析 C 第七届全国工程地质大会论文集 2004 96 99 YE Weimin YANG Linde HUANG Yu et al Microstructure and anisotropy of seepage of Shanghai soft soil C Journal of Engineering Geology 2004 96 99 5 牛文杰 叶为民 陈宝 等 考虑微观结构的非饱和渗透系数计算公 式 J 探矿工程 岩土钻掘工程 2009 36 6 34 39 NIU Wenjie YE Weimin CHEN Bao et al The equations of unsaturated permeability considering the microstructure J Exploration Engineering Rock and Soil Drilling and Tunneling 2009 36 6 34 39 6 高发亮 商庆森 马国梁 粉土 粘土压实与渗透微观机理的研究 J 中外公路 2010 30 3 292 295 GAO Faliang SHANG Qingsen MA Guoliang Research on compaction and infiltration microscopic mechanism of silt and clay J Journal of China and Foreign Highway 2010 30 3 292 295 7 隋军 高振宇 张颖 等 石灰改良黄土渗透特性试验研究 J 人民 长江 2020 51 5 197 202 209 SUI Jun GAO Zhenyu ZHANG Ying et al Experimental study on permeability characteristics of lime treated loess J Yangtze River 2020 51 5 197 202 209 8 姜彤 王兴翠 张俊然 膨润土持水特性试验研究及其 SEM 微观定 性分析 J 华北水利水电大学学报 自然科学版 2020 41 1 90 96 JIANG Tong WANG Xingcui ZHANG Junran Experimental study on water retention characteristics of bentonite and its SEM microscopic qualitative analysis J Journal of North China University of Water Resources and Electric Power Natural Science Edition 2020 41 1 90 96 9 TAKAI A YAMAGUCHI K INUI T et al Hydraulic conductivity of soil bentonite cutoff walls constructed at the ground containing cement stabilized soil M Proceedings of the 8th International Congress on Environmental Geotechnics Volume 2 Singapore Springer Singapore 2018 558 566 10 SAKAI Y Y Relationship between water permeability and pore structure of cementitious materials J Magazine of Concrete Research 2020 72 23 1 235 1 242 11 闫小庆 房营光 张平 膨润土对土体微观孔隙结构特征影响的试 验研究 J 岩土工程学报 2011 33 8 1 302 1 307 薛万来 等 添加膨润土对土壤渗透性及微观结构影响的研究 91 YAN Xiaoqing FANG Yingguang ZHANG Ping Experiment study on the effects of bentonite on the micropore structure characteristics of soil J Chinese Journal of Geotechnical Engineering 2011 33 8 1 302 1 307 12 雷祥义 中国黄土的孔隙类型与湿陷性 J 中国科学 B 辑 化学 生物学 农学 医学 地学 1987 17 12 1 309 1 318 LEI Xiangyi Pore types and collapsibility of Chinese loess J Science in China SerB 1987 17 12 1 309 1 318 13 施斌 姜洪涛 粘性土的微观结构分析技术研究 J 岩石力学与工 程学报 2001 20 6 864 870 SHI Bin JIANG Hongtao Research on the analysis techniques for clayey soil microstructure J Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering 2001 20 6 864 870 14 党发宁 刘海伟 王学武 等 基于有效孔隙比的黏性土渗透系数经 验公式研究 J 岩石力学与工程学报 2015 34 9 1 909 1 917 DANG Faning LIU Haiwei WANG Xuewu et al Empirical formulas of permeability of clay based on effective pore ratio J Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering 2015 34 9 1 909 1 917 15 崔德山 项伟 曹李靖 等 ISS 减小红色黏土结合水膜的试 验研究 J 岩土工程学报 2010 32 6 944 949 CUI Deshan XIANG Wei CAO Lijing et al Experimental study on reducing thickness of adsorbed water layer for red clay particles treated by ionic soil stabilizer J Chinese Journal of Geotechnical Engineering 2010 32 6 944 949 16 周建 徐杰 余良贵 等 高岭 蒙脱混合黏土渗透各向异性的微观 机理研究 J 岩土工程学报 2019 41 6 1 005 1 013 ZHOU Jian XU Jie YU Lianggui et al Microscopic mechanism regarding permeability anisotropy of Kaolin montmorillonite mixed clays J Chinese Journal of Geotechnical Engineering 2019 41 6 1 005 1 013 17 LAMBE T W WHITMAN S E Soil mechanics M New York John Wiley and Sons Inc 1969 18 王宝军 施斌 蔡奕 等 基于 GIS 的黏性土 SEM 图像三维可视化 与孔隙度计算 J 岩土力学 2008 29 1 251 255 WANG Baojun SHI Bin CAI Yi et al 3D visualization and porosity computation of clay soil SEM image by GIS J Rock and Soil Mechanics 2008 29 1 251 255 19 王宝军 施斌 刘志彬 等 基于 GIS的黏性土微观结构的分形研究 J 岩土工程学报 2004 26 2 244 247 WANG Baojun SHI Bin LIU Zhibin et al Fractal study on microstructure of clayey soil by GIS J Chinese Journal of Geotechnical Engineering 2004 26 2 244 247 20 陈永贵 雷宏楠 贺勇 等 膨润土 红黏土混合土对 NaCl 溶液的渗 透试验研究 J 中南大学学报 自然科学版 2018 49 4 910 915 CHEN Yonggui LEI Hongnan HE Yong et al Experimental study of permeability of bentonite laterite mixtures for salt solutions J Journal of Central South University Science and Technology 2018 49 4 910 915 21 邓寅生 黄研 李武斐 等 膨润土对垃圾填埋场天然土壤衬垫的改 性研究 J 环境卫生工程 2011 19 1 19 21 DENG Yinsheng HUANG Yan LI Wufei et al Modified study on liner of natural soil in waste landfill sites using bentonite J Environmental Sanitation Engineering 2011 19 1 19 21 22 杜圣军 卫生垃圾填埋场中膨 砂复合土渗透特性研究 D 上海 东华大学 2008 DU Shengjun Research on bentonite soil mixture s permeability charact