本發(fā)明屬于巖土力學，尤其涉及一種石漠化區(qū)巖-土界面干縮裂隙研究方法。

背景技術：

1、土壤失水收縮產生干縮裂隙是自然界中一種常見的現象。在氣候變化影響下，頻發(fā)的干濕循環(huán)容易導致土壤干燥開裂與增濕閉合，直接影響土壤滲透性、結構性及穩(wěn)定性，嚴重地影響農業(yè)生產、土木建筑和水利工程。

2、在石漠化區(qū)，長期的巖溶作用致使該地區(qū)巖石出露地表、土壤分布不連續(xù)、巖石與土壤呈交錯分布。地表出露巖石與土壤之間突變接觸的巖-土界面在石漠化區(qū)普遍存在，這種突變接觸主要是由于基質碳酸鹽母巖和土壤之間通常缺乏c層或過渡層。由于巖土特性差異，干濕條件下石漠化區(qū)土壤容易在巖-土界面處通過干縮形成裂隙并通過濕脹而裂隙閉合。

3、雖然，針對粘性土或膨脹土的收縮裂隙已有較為成熟的研究技術和方法，然而，針對喀斯特地區(qū)土壤及其在出露巖石邊界約束下的收縮裂隙尚無現成的裝置和方法，借鑒已有的膨脹土裂隙研究技術和方法不能實現對巖石邊界約束土壤收縮裂隙的觀測和研究。因此，現有技術中缺少對喀斯特石漠化區(qū)巖-土界面干縮裂隙的研究裝置及方法。

4、基于此，如何實現對出露巖石邊界約束土壤收縮形成的巖土界面干縮裂隙發(fā)育進行觀測和研究，并得到準確的裂隙形態(tài)分析結果，是本領域中亟待解決的一個核心問題。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種石漠化區(qū)巖-土界面干縮裂隙研究方法，以解決上述問題。

2、為實現上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、一種石漠化區(qū)巖-土界面干縮裂隙研究方法，包括如下步驟：

4、構建試驗容器，并在試驗容器底部設置排水孔；

5、選擇若干天然塊石巖體并放置在所述試驗容器內，所述巖體的巖體頭部位于所述試驗容器外側；

6、在所述試驗容器空余區(qū)域內填入土壤后構成試驗樣品；

7、對所述試驗樣品進行任意次干濕循環(huán)，記錄裂隙發(fā)展過程，并記錄裂隙發(fā)展過程中所述土壤內含水量變化。

8、可選的，所述試驗容器包括：

9、有機玻璃容器，所述有機玻璃容器底部開設有呈矩陣設置的有機玻璃容器底部打孔，所述有機玻璃容器底部鋪設有石英砂。

10、可選的，所述巖體與所述土壤體積比為1:1。

11、可選的，所述干濕循環(huán)的步驟包括初始增濕、干燥失水和噴水增濕。

12、可選的，所述初始增濕步驟包括：

13、將所述試驗樣品放置于盛水裝置中，所述盛水裝置內水位與所述石英砂上表面齊平；

14、維持所述盛水裝置內水位；

15、待所述土壤表面濕潤后，提高所述盛水裝置內水位至與所述土壤表面齊平。

16、可選的，所述干燥失水的步驟包括：

17、所述盛水裝置排水，并將所述試驗樣品放置于溫濕度可控環(huán)境中；

18、所述試驗樣品內水分通過所述土壤表面蒸發(fā)及通過所述有機玻璃容器底部打孔排出；

19、觀測并記錄干縮裂隙發(fā)展過程；

20、當所述試驗樣品連續(xù)三次稱量的質量變化低于0.5％時，可視干燥過程結束。

21、可選的，所述噴水增濕的步驟包括：

22、計算噴水量，并均勻噴水至所述巖體和所述土壤表面；

23、噴水結束后待所述有機玻璃容器底部不滴水后進行稱重，拍照并記錄裂隙變化，直至干縮裂隙完全閉合。

24、與現有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和技術效果：

25、本發(fā)明可以較好地模擬石漠化地區(qū)裸露巖石與土壤的接觸情況，可以準確地獲取巖-土界面處干縮裂隙的發(fā)育過程及土壤水分臨界值；本發(fā)明靈活性強、適應性強，可以根據實際需要設計成不同大小的試樣；試樣可根據需要，選擇研究自然巖面或特制巖面，可設計多個土層厚度、巖面幾何形狀、巖面傾角等，試驗可重復。

技術特征：

1.一種石漠化區(qū)巖-土界面干縮裂隙研究方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據權利要求1所述的一種石漠化區(qū)巖-土界面干縮裂隙研究方法，其特征在于，所述試驗容器包括：

3.根據權利要求2所述的一種石漠化區(qū)巖-土界面干縮裂隙研究方法，其特征在于：所述巖體(2)與所述土壤(4)體積比為1:1。

4.根據權利要求2所述的一種石漠化區(qū)巖-土界面干縮裂隙研究方法，其特征在于，所述干濕循環(huán)的步驟包括初始增濕、干燥失水和噴水增濕。

5.根據權利要求4所述的一種石漠化區(qū)巖-土界面干縮裂隙研究方法，其特征在于，所述初始增濕步驟包括：

6.根據權利要求5所述的一種石漠化區(qū)巖-土界面干縮裂隙研究方法，其特征在于，所述干燥失水的步驟包括：

7.根據權利要求4所述的一種石漠化區(qū)巖-土界面干縮裂隙研究方法，其特征在于，所述噴水增濕的步驟包括：

技術總結
本發(fā)明屬于巖土力學技術領域，尤其涉及一種石漠化區(qū)巖?土界面干縮裂隙研究方法，包括如下步驟：構建試驗容器，并在試驗容器底部設置排水孔；選擇若干天然塊石巖體并放置在試驗容器內，巖體的巖體頭部位于試驗容器外側；在試驗容器空余區(qū)域內填入土壤后構成試驗樣品；對試驗樣品進行任意次干濕循環(huán)，記錄裂隙發(fā)展過程，并記錄裂隙發(fā)展過程中土壤內含水量變化。本發(fā)明靈活性強、適應性強，可以根據實際需要設計成不同大小的試樣；試樣可根據需要，選擇研究自然巖面或特制巖面，可設計多個土層厚度、巖面幾何形狀、巖面傾角等，試驗可重復。

技術研發(fā)人員：彭旭東,李昌蘭,岑龍沛,許勝兵,戴全厚
受保護的技術使用者：貴州大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15