冻融循环作用下不同区域湿陷性黄土持水特性区域差异OA

黄土广泛分布于中国季节冻土区,其颗粒组成、孔隙结构及工程性质具有显著区域分带性。冻融循环作用下,黄土内部孔隙结构持续重组,进而影响其持水能力及土水特征曲线(SWCC)演化。为揭示不同区域湿陷性黄土在冻融循环作用下的持水特性差异,选取宁夏砂黄土、山西粉黄土和泾阳黏黄土3类原状黄土为研究对象,考虑不同初始含水率和冻融循环次数,采用压力膜仪测定土水特征曲线,并利用Fredlund–Xing模型进行拟合分析。结果表明:不同区域黄土SWCC均呈典型“S”形,冻融循环引起的差异主要集中在主脱饱和段和高吸力尾部;泾阳土样对冻融作用最为敏感并表现为明显的阶段性重组,宁夏土样表现出较强的含水率分化特征,山西土样整体变化较为平缓;Fredlund–Xing模型参数a、b、c均随冻融条件发生变化,表明冻融循环不仅改变了进气特征,而且改变了主脱饱和段斜率和高吸力区残余持水特征。区域差异不仅决定黄土初始持水能力,也影响冻融扰动下孔隙结构重组的路径。研究结果可为季节冻土区黄土工程中非饱和渗流分析、冻融劣化评价及水致灾害防控提供试验依据。