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The Influences of Sand Content and Particle Size on the Desiccation Cracks of Compacted Expansive SoilInfluencia del contenido de arena y del tamaño de las partículas en las grietas de desecación de un suelo expansivo compactado

Resumen

Las grietas de desecación en el suelo expansivo, que son un fenómeno natural común, tienen un impacto negativo significativo en las propiedades de ingeniería del suelo y son la causa directa de muchos problemas de ingeniería y desastres geológicos. Este estudio tiene como objetivo investigar las influencias del contenido de arena y el tamaño de las partículas en las grietas de desecación del suelo expansivo compactado. En primer lugar, se prepararon muestras de suelo expansivo compactado con cinco contenidos de arena y cuatro grupos de tamaño de arena. A continuación, se realizaron una serie de pruebas de secado. Se analizó cuantitativamente la variación dinámica de los parámetros geométricos de la red de grietas superficiales durante la evaporación, utilizando la tecnología de procesamiento digital de imágenes y la teoría fractal. Los resultados demostraron que el aumento de las áreas de grietas superficiales en las etapas iniciales y posteriores se manifestaba por el aumento de la longitud y la anchura de las grietas, respectivamente. En el grupo de partículas de arena del mismo tamaño (0,15, 0,3 mm), a medida que el contenido de arena (proporción de peso seco de la muestra de suelo) aumentaba del 0% al 40%, la proporción de agrietamiento superficial (la proporción del área de grietas con respecto a la superficie total de la muestra de suelo) mostraba una tendencia a la baja (13,20%, 11,42%, 10,50%, 8,98% y 7,71%, respectivamente). Cuando el contenido de arena (40%) era el mismo, a medida que los grupos de tamaño de arena aumentaban de [0,15 mm, 0,3 mm) a [1,18 mm, 2,36 mm), la relación superficie-fractal también presentaba una tendencia decreciente (7,71%, 7,69%, 4,35%, y 3,73%, respectivamente). La ley de cambio de la dimensión fractal de las grietas fue la misma que la de la proporción de grietas superficiales. Durante el proceso de secado, la deformación de la muestra se caracterizó por la contracción centrípeta o el agrietamiento, que se vieron afectados principalmente por las condiciones de contorno de la muestra. Los resultados de esta investigación verifican la eficacia de la arena para mejorar las características de contracción en seco del suelo expansivo, proporcionando una referencia para la mejora de los firmes de las carreteras y el tratamiento de los taludes del suelo en las zonas de suelo expansivo.

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