馬雯波， 丁 哲， 吳智仁， 梁止水， 楊才千1,

(1.湘潭大學(xué) 土木工程與力學(xué)學(xué)院， 湖南 湘潭 411105； 2.湘潭大學(xué) 湖南巖土力學(xué)與工程安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 湘潭 411105； 3.東南大學(xué) 土木工程學(xué)院， 江蘇 南京，210096; 4.江蘇大學(xué) 環(huán)境與安全工程學(xué)院， 江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

砒砂巖極易受水力的侵蝕，遇水后其物理、力學(xué)性質(zhì)急劇變差，無水堅(jiān)硬如頑石，有水則松軟如爛泥[1-3]。因此，砒砂巖區(qū)進(jìn)入黃河的泥沙量多年平均近2.0×108t，淤積到黃河下游河道的粗泥沙約為1.0×108t，占到黃河下游每年平均淤積量的25%[4]。大量的泥沙進(jìn)入黃河，對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和整個(gè)黃河中游地區(qū)的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了極其惡劣的影響，已經(jīng)發(fā)展到了不得不治的地步[5]。國家建設(shè)了一系列水土保持工程和治理技術(shù)研究項(xiàng)目，強(qiáng)調(diào)對(duì)砒砂巖區(qū)的治理。目前生物措施[6-8]和工程措施[9]是治理砒砂巖區(qū)水土流失問題的主要對(duì)策。對(duì)于生物措施，植物僅能在砒砂巖侵蝕溝的底部種植，不能達(dá)到抗蝕、固土和促生治理的綜合性要求。對(duì)于工程措施，由于砒砂巖基本沒有抗水流沖刷能力，因此砒砂巖作為筑壩材料，限制了該地區(qū)淤地壩的施工。因此，需對(duì)砒砂巖進(jìn)行固化處理，以解決砒砂巖流失的問題。國內(nèi)外學(xué)者針對(duì)工程應(yīng)用開發(fā)了一系列土體固化劑，并從傳統(tǒng)的單一無機(jī)固化材料發(fā)展為復(fù)雜而全面的材料，國內(nèi)外目前正在研究和使用的土壤固化劑有數(shù)百種，根據(jù)固化機(jī)理分為兩種，一種為傳統(tǒng)土壤固化劑，即石灰、水泥、粉煤灰等等；另一種為新型固化劑，可分為高分子類固化劑、離子類固化劑等。近年來，眾多學(xué)者應(yīng)用上述固化劑對(duì)土壤進(jìn)行固化，并對(duì)固化土的力學(xué)特性退化問題進(jìn)行了較深入的研究，其中Ahmed等[10]試驗(yàn)分析了廢石膏穩(wěn)定土的耐久性影響；王天等[11]探究了多種材料和纖維復(fù)合固化砂土的力學(xué)性質(zhì)；Kampala等[12]和Aldaood等[13]研究了粉煤灰對(duì)固化土壤無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度的影響；鄭軍等[14]研究了干濕循環(huán)對(duì)CMSC型固化土壤的力學(xué)特性影響，該型號(hào)的固化劑對(duì)土壤的固化作用比傳統(tǒng)的固化劑作用更顯著。程佳明等[15]對(duì)干濕循環(huán)后的SH固化黃土進(jìn)行了力學(xué)特性研究；蘇濤等[16]對(duì)EN-1固化劑提高砒砂巖坡面徑流沖刷的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，但綜合效果尚有不足。通過對(duì)已有文獻(xiàn)的研究進(jìn)行梳理，早在“十二五”國家的戰(zhàn)略計(jì)劃中就已經(jīng)將該類型的問題立項(xiàng)，在原有親水性聚氨酯材料的基礎(chǔ)上融合納米改性、組成結(jié)構(gòu)改變及功能材料復(fù)合技術(shù)，由異氰酸酯、聚醚多元醇以及多種功能性改性原料在特定溫度、時(shí)間、配比條件下，經(jīng)過聚合而獲得的改性親水性聚氨酯復(fù)合材料(W-OH)。由于親水性聚氨酯材料(W-OH)和水反應(yīng)可快速聚合形成彈性凝膠體，具有很強(qiáng)的附著力。本課題組將其應(yīng)用于固結(jié)砒砂巖，形成的W-OH砒砂巖固結(jié)體不僅有一定力學(xué)性能，還有抗蝕、促生、防水固土(沙)作用及很強(qiáng)的抗紫外線性能，證明了W-OH凝膠體用于固結(jié)砒砂巖有一定的效果，對(duì)砒砂巖具有很好的包裹和連結(jié)作用[17-19]。W-OH固化砒砂巖有著優(yōu)越的性能，但砒砂巖廣泛分布于黃河流域，以晉陜蒙接壤區(qū)為中心的區(qū)域，該地區(qū)冬夏寒暑變化大，降水集中，多為短歷時(shí)暴雨，年最大蒸發(fā)量集中，季節(jié)性的氣候變化使得固化土承受反復(fù)干濕循環(huán)的影響，使其力學(xué)性質(zhì)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的變化[20]。所以，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“砒砂巖區(qū)生態(tài)安全保障技術(shù)”要求對(duì)砒砂巖固結(jié)體的力學(xué)特性、抗干濕循環(huán)能力、耐久性進(jìn)行更深入探討。本文利用新型固結(jié)劑W-OH對(duì)砒砂巖進(jìn)行固化改良，進(jìn)行干濕循環(huán)變化的室內(nèi)模擬，研究干濕循環(huán)次數(shù)以及不同W-OH濃度對(duì)砒砂巖無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和三軸抗壓強(qiáng)度的影響，獲取砒砂巖固結(jié)體在干濕循環(huán)作用下的強(qiáng)度變動(dòng)特性。再通過SEM電鏡和EDS能譜儀分析，從微觀結(jié)構(gòu)的角度來解釋干濕循環(huán)對(duì)固結(jié)體力學(xué)性質(zhì)影響的機(jī)理。這對(duì)W-OH實(shí)現(xiàn)固結(jié)改良砒砂巖及其耐久性具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

砒砂巖試樣在黃河一級(jí)支流皇甫川流域的二老虎溝取樣，該區(qū)多年平均降水量為350 mm，屬于典型砒砂巖嚴(yán)重裸露地區(qū)。取樣時(shí)采用人工與機(jī)械挖掘相結(jié)合的水平分層取樣方法，所取土樣基本在2 m深度以內(nèi)。

W-OH是一種親水性聚氨酯樹脂，和水反應(yīng)可迅速聚合形成彈性凝膠體，對(duì)沙、土等具有很好的黏結(jié)性，具有生態(tài)安全性，其固化反應(yīng)式[17]為：

2R-NCO+H2O→R-NHCONH+CO2↑

(1)

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)儀器及設(shè)備包括JSM-6360LV電子掃描顯微鏡(SEM)，MCAX-STREAM能譜儀(EDS)，CMT5504/5105萬能試驗(yàn)機(jī)，SLB-1型三軸剪切試驗(yàn)儀，101-3A型電熱鼓風(fēng)干燥箱，標(biāo)準(zhǔn)篩子，分析天平，燒杯，量筒，玻璃棒，39.1 mm×80 mm(直徑×高度)的模具等。

1.3 試驗(yàn)方法

將風(fēng)化后的砒砂巖首先進(jìn)行分選，篩出粒徑為2.36 mm 以下的連續(xù)均勻砒砂巖顆粒，試驗(yàn)選取噴灑量為25 g/100g的W-OH溶液，25.0g/100.0 g表示在100 g砒砂巖中噴灑25.0 g復(fù)合材料溶液[19]。選定W-OH濃度為4%，5%，6%，再加上高濃度8%對(duì)照?？刂乒袒磻?yīng)前砒砂巖的干密度為1.62 g/cm3，然后配制不同濃度的W-OH溶液與砒砂巖進(jìn)行均勻拌和，迅速放置到內(nèi)徑為39.1 mm，高度為80 mm的模具中壓實(shí)制備試樣，72 h基本完成固化過程，最后將樣品風(fēng)干28 d，取出試樣稱重待用。

參考(ASTM)D4843-88和D559-03[21]，模擬當(dāng)?shù)氐母蓾駳夂?。將每個(gè)樣品放入已知皮重的燒杯中(精度至0.01 g)，并標(biāo)記，向燒杯中加入20±3 ℃蒸餾水，將水覆蓋的樣品在該溫度下儲(chǔ)存23 h，然后使用鉗子將他們轉(zhuǎn)移到新燒杯中風(fēng)干2 h，再轉(zhuǎn)移到干燥箱中保存24 h，考慮到現(xiàn)場(chǎng)表面溫度，干燥箱將溫度保持在50 ℃±3 ℃。再對(duì)標(biāo)本進(jìn)行觀察，包括：開裂、斷裂，完整性和表面粗糙度，并稱重，以上為一次干濕循環(huán)。取循環(huán)次數(shù)N=0，1，3，5，7，9，12的試樣，根據(jù)《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50123-1999)分別用萬能試驗(yàn)機(jī)、三軸剪切試驗(yàn)儀對(duì)其進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和不固結(jié)不排水靜力三軸試驗(yàn)，三軸抗壓試驗(yàn)中圍壓選取50，100，200 kPa，測(cè)試試樣的三軸抗壓參數(shù)，并反測(cè)試樣破壞后的含水率。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 干濕循環(huán)對(duì)固結(jié)體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響

將破壞后的試樣反測(cè)其含水率，含水率穩(wěn)定在8%～10%，在砒砂巖自然含水率范圍之內(nèi)。試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示，4%和5%的W-OH砒砂巖固結(jié)試樣在第1次干濕循環(huán)后，固結(jié)體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度略微降低，之后又有所恢復(fù)。6%和8%的W-OH砒砂巖固結(jié)試樣在1～3次干濕循環(huán)后，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度上升。從第3次干濕循環(huán)以后，不同W-OH濃度的固結(jié)試樣強(qiáng)度都隨循環(huán)次數(shù)的增大，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度減小，在經(jīng)歷9次干濕循環(huán)后達(dá)到最小值，隨后趨于穩(wěn)定。經(jīng)過12次干濕循環(huán)，它們的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度分別減少了53.9%,50.7%,45.8%,19.0%。與自然狀態(tài)下原巖的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度(0.15～0.30 MPa)相比較，當(dāng)加入的W-OH濃度為5%及以上時(shí)，穩(wěn)定后的固結(jié)體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度有較大提高，說明W-OH用于砒砂巖固化有明顯效果。

選取固結(jié)體無側(cè)限抗壓應(yīng)力應(yīng)變曲線彈性變形階段的直線斜率作為彈性模量。由圖2可知，不同W-OH濃度砒砂巖固結(jié)體的彈性模量由于W-OH膠結(jié)體再固化過程，在前3次隨干濕循環(huán)次數(shù)增加，之后開始降低，在第9次干濕循環(huán)以后趨于穩(wěn)定。在干濕循環(huán)過程中，由于增濕和脫濕過程中水份的變化，造成水和固結(jié)體之間的相互作用，形成干縮濕脹循環(huán)，試件內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得松散，造成固結(jié)體的彈性模量下降，進(jìn)而導(dǎo)致無側(cè)限抗壓強(qiáng)度下降。另外W-OH濃度增大，溶液黏度增加，膠結(jié)作用增強(qiáng)，顆粒間的黏結(jié)強(qiáng)度增大，從而彈性模量增大，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度增大，干濕循環(huán)后強(qiáng)度損失率減小。

圖1 干濕循環(huán)作用下無側(cè)限抗壓強(qiáng)度變化規(guī)律

圖2 干濕循環(huán)作用下彈性模量變化規(guī)律

2.2 干濕循環(huán)對(duì)三軸抗壓的影響

自然狀態(tài)下原巖的黏聚力為0.92～18.8kPa，內(nèi)摩擦角為19.45°～29.9°。由圖3可以看出，原巖具有遇水迅速軟化分散的特性，遇水分散后沒有強(qiáng)度。試驗(yàn)測(cè)定了不同W-OH濃度砒砂巖固結(jié)體在干濕循環(huán)次數(shù)下的三軸抗壓強(qiáng)度參數(shù)，加入W-OH固化劑之后，干濕循環(huán)穩(wěn)定后的固結(jié)體黏聚力和內(nèi)摩擦角有顯著提高。

三軸試驗(yàn)中，土體所受的偏應(yīng)力與其軸向應(yīng)變之間的關(guān)系一般有應(yīng)變硬化型和應(yīng)變軟化型2種[23]。圖5給出了6%W-OH砒砂巖固結(jié)體經(jīng)歷干濕循環(huán)以后的偏應(yīng)力—軸向應(yīng)變曲線，固結(jié)體在三軸試驗(yàn)條件下，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線均表現(xiàn)為應(yīng)變軟化型，這是=由于W-OH砒砂巖固結(jié)體屬于密實(shí)砂土類型，所以表現(xiàn)出應(yīng)變軟化的特征。在小應(yīng)變時(shí)壓應(yīng)力上升很快，這是由于在前期固結(jié)壓力下試件處于超固結(jié)應(yīng)力狀態(tài)，且固化土結(jié)構(gòu)較致密，故其初始?jí)簯?yīng)力增加較快，但是隨著壓應(yīng)變的增加，其壓脹作用會(huì)越來越小導(dǎo)致應(yīng)力增加不再明顯。

圖4 三軸試驗(yàn)的強(qiáng)度破壞包線

圖5 6%W-OH固結(jié)砒砂巖的偏應(yīng)力與軸向應(yīng)變關(guān)系曲線

此外，砒砂巖固結(jié)體的靜強(qiáng)度(取值為其偏應(yīng)力的峰值點(diǎn))在前3次干濕循環(huán)，呈上升趨勢(shì)，這是因?yàn)樵谇?次干濕循環(huán)過程中，部分W-OH膠結(jié)體在水中再固化使顆粒表面所包裹的W-OH膠結(jié)體繼續(xù)增加，從而W-OH砒砂巖固結(jié)體靜強(qiáng)度增強(qiáng)。3次干濕循環(huán)以后開始降低，砒砂巖固結(jié)的顆粒間聯(lián)接產(chǎn)生了不可逆的損傷，以低黏結(jié)力的W-OH膠結(jié)體的脫落為主，造成固結(jié)體的強(qiáng)度特性下降，并且隨著圍壓的增大，三軸抗壓強(qiáng)度增大。

2.2.2 干濕循環(huán)對(duì)W-OH砒砂巖固結(jié)體黏聚力和內(nèi)摩擦角的影響 由圖6可知，4%W-OH砒砂巖固結(jié)試樣隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增加，黏聚力下降，9次干濕循環(huán)以后開始穩(wěn)定；5%和6%W-OH砒砂巖固結(jié)試樣在第1次干濕循環(huán)黏聚力略有下降，之后開始上升，到第3次干濕循環(huán)后，黏聚力逐漸降低，9次干濕循環(huán)后趨于平緩；8%W-OH砒砂巖固結(jié)試樣在1～3次干濕循環(huán)，黏聚力上升，3次干濕循環(huán)以后開始降低，從第7次干濕循環(huán)后開始穩(wěn)定。經(jīng)過12次干濕循環(huán)后，它們的黏聚力分別減少了50.4%,43.9%,24.2%,3.5%。由圖7可知，在1～5次干濕循環(huán)內(nèi)，內(nèi)摩擦角隨著干濕循環(huán)次數(shù)增加整體呈現(xiàn)出上下波動(dòng)的趨勢(shì)。且隨干濕循環(huán)次數(shù)增多內(nèi)摩擦角漸趨穩(wěn)定，變化幅度不大，7～9次干濕循環(huán)以后穩(wěn)定在30°～40°。內(nèi)摩擦角反映了顆粒間的摩阻性質(zhì)，W-OH膠結(jié)體在前期干濕循環(huán)中未固化完全，造成了固結(jié)體內(nèi)摩擦角不穩(wěn)定。9次干濕循環(huán)以后，W-OH膠結(jié)體已與水完成充分固結(jié)，W-OH膠結(jié)體的破壞和流失達(dá)到穩(wěn)定，內(nèi)摩擦角也趨于穩(wěn)定。

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，干濕循環(huán)對(duì)砒砂巖固結(jié)體的三軸抗壓強(qiáng)度的影響主要在于對(duì)黏聚力的影響。經(jīng)3次干濕循環(huán)，黏聚力增加，之后黏聚力降低并在9次干濕循環(huán)后趨于穩(wěn)定。這是因?yàn)樵?～3次干濕循環(huán)過程中，仍有部分W-OH膠結(jié)體在水中繼續(xù)固化，顆粒表面所包裹的W-OH膠結(jié)體繼續(xù)增加，宏觀表現(xiàn)為W-OH砒砂巖固結(jié)體力學(xué)性質(zhì)增強(qiáng)，且對(duì)于W-OH濃度越高的砒砂巖固結(jié)體，在水中再固化的W-OH膠結(jié)體越多，顆粒與顆粒之間的黏結(jié)力增加越多，使力學(xué)性質(zhì)也增強(qiáng)更多；在3次干濕循環(huán)后，W-OH膠結(jié)體與水完成充分固結(jié)，后續(xù)的干濕循環(huán)過程會(huì)造成部分低黏結(jié)力的W-OH膠結(jié)體與砒砂巖顆粒脫離，宏觀表現(xiàn)為W-OH砒砂巖固結(jié)體的力學(xué)強(qiáng)度降低；而在9次干濕循環(huán)后，低黏結(jié)力的W-OH膠結(jié)體已基本脫離了砒砂巖顆粒，剩下高黏結(jié)力的W-OH膠結(jié)體包裹于砒砂巖顆粒表面，宏觀表現(xiàn)為W-OH砒砂巖固結(jié)體的力學(xué)強(qiáng)度趨于穩(wěn)定。

圖6 黏聚力和干濕循環(huán)次數(shù)的關(guān)系

圖7 內(nèi)摩擦角和干濕循環(huán)次數(shù)的關(guān)系

3 結(jié)果分析

3.1 固結(jié)體微觀形態(tài)變化分析

用SEM掃描砒砂巖原巖(圖8)，發(fā)現(xiàn)有明顯突出的尖棱角，顆粒間的孔隙分布無規(guī)則且基本無黏性物質(zhì)填充，黏結(jié)性差。SEM掃描噴灑了同一W-OH濃度的砒砂巖固結(jié)體，溶液在砒砂巖顆粒表面形成包裹，使得砒砂巖顆粒變大，表面變得粗糙，密實(shí)性提高，從而提高了顆粒間的有效接觸面積和黏結(jié)性。結(jié)合W-OH砒砂巖固結(jié)體黏聚力和干濕循環(huán)次數(shù)的關(guān)系(圖6)，SEM掃描顯示1～3次干濕循環(huán)后土樣(圖8)并未出現(xiàn)明顯的裂縫，W-OH膠結(jié)體比干濕循環(huán)前密實(shí)且接觸緊密，這在微觀層面上證實(shí)了部分W-OH膠結(jié)體在水中繼續(xù)固化，顆粒表面所包裹的W-OH膠結(jié)體繼續(xù)增加，顆粒與顆粒之間的黏結(jié)力增加，宏觀表現(xiàn)為W-OH砒砂巖固結(jié)體黏聚力增強(qiáng)。在干濕循環(huán)9次以后(圖8)，固結(jié)體顆粒松散，部分低黏結(jié)力的W-OH膠結(jié)體與砒砂巖顆粒脫離，W-OH膠結(jié)體的破壞和流失達(dá)到穩(wěn)定，剩下高黏結(jié)力的W-OH膠結(jié)體包裹于砒砂巖顆粒表面，宏觀表現(xiàn)為W-OH砒砂巖固結(jié)體的黏聚力降低后趨于穩(wěn)定，證明了干濕循環(huán)對(duì)W-OH砒砂巖固結(jié)體的破壞作用。

圖8 原巖和W-OH固結(jié)砒砂巖SEM圖像

3.2 固結(jié)體元素和質(zhì)量虧損分析

利用EDS能譜儀對(duì)原巖、W-OH砒砂巖固結(jié)體和干濕循環(huán)后的W-OH砒砂巖固結(jié)體進(jìn)行微觀觀測(cè)，并對(duì)每個(gè)試樣的5個(gè)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行元素成分及含量分析，最后取平均值(圖9為原巖與W-OH砒砂巖固結(jié)體檢測(cè)結(jié)果対比)。

圖9 砒砂巖與W-OH砒砂巖固結(jié)體元素成分及原子百分比対比

結(jié)果顯示原巖基本不含有碳元素，W-OH固結(jié)后，W-OH砒砂巖固結(jié)體碳元素百分比迅速增加，由W-OH固化反應(yīng)方程(1)可知，增加的碳元素來自反應(yīng)生成的W-OH膠結(jié)體。如圖10，可以利用碳元素原子百分比變化體現(xiàn)干濕循環(huán)后W-OH膠結(jié)體的流失情況。同時(shí)通過公式(2)計(jì)算其質(zhì)量虧損，試驗(yàn)結(jié)果見圖11，隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增加，使土樣固結(jié)性能降低，會(huì)使試樣產(chǎn)生一些損傷和顆粒脫落。

(2)

式中：A——質(zhì)量虧損(%)；m0——初始質(zhì)量(g)；me——干濕循環(huán)后測(cè)試所得質(zhì)量(g)。

圖10 干濕循環(huán)作用下碳元素原子百分比變化規(guī)律

結(jié)合質(zhì)量虧損計(jì)算和EDS能譜儀分析可知，隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增加，固結(jié)體質(zhì)量有所虧損，W-OH濃度越高，固結(jié)體質(zhì)量虧損越少，變化曲線也更平緩。質(zhì)量虧損在微觀上表現(xiàn)為碳元素原子百分比逐漸降低，再次證明了W-OH凝膠體的脫落，并在9次干濕循環(huán)后達(dá)到穩(wěn)定。這與上述無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、彈性模量、黏聚力隨循環(huán)次數(shù)增加而變化的規(guī)律相似，也可以判斷出W-OH砒砂巖固結(jié)體能在9次干濕循環(huán)后形成穩(wěn)定的微觀結(jié)構(gòu)且W-OH不再流失，可將此強(qiáng)度、彈性模量和黏聚力作為后期土體評(píng)估的重要參數(shù)。通過圖10擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，能預(yù)測(cè)不同干濕循環(huán)次數(shù)下的碳原子百分比，并粗略估計(jì)砒砂巖固結(jié)體的強(qiáng)度。因此，適當(dāng)提高W-OH濃度，有助于減小固結(jié)試樣的質(zhì)量虧損，提升砒砂巖顆粒間的連接點(diǎn)數(shù)量和強(qiáng)度，從而使得在部分連接點(diǎn)失效脫落的情況下，剩余連接點(diǎn)依舊能提供較好的固結(jié)效果。

圖11 固結(jié)體質(zhì)量損失試驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié) 論

(1) 經(jīng)過不同次數(shù)干濕循環(huán)的W-OH砒砂巖固結(jié)體的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線具有應(yīng)變軟化特征。在1～3次干濕循環(huán)，W-OH膠結(jié)體在水中再固化，W-OH砒砂巖固結(jié)體的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、彈性模量和黏聚力上升；在3～9次干濕循環(huán)，W-OH膠結(jié)體充分固結(jié)，干濕循環(huán)過程造成了部分低黏結(jié)力的W-OH膠結(jié)體與砒砂巖顆粒之間的脫離，固結(jié)體的力學(xué)強(qiáng)度降低；9次干濕循環(huán)之后，低黏結(jié)力的W-OH膠結(jié)體已基本脫離了砒砂巖顆粒，剩下高黏結(jié)力的W-OH膠結(jié)體包裹于砒砂巖顆粒表面，固結(jié)體力學(xué)強(qiáng)度趨于穩(wěn)定。對(duì)于內(nèi)摩擦角，在1～9次干濕循環(huán)，由于W-OH膠結(jié)體未固化完全，內(nèi)摩擦角值上下波動(dòng)；9次干濕循環(huán)后，膠結(jié)體的固化、破壞和流失達(dá)到穩(wěn)定，內(nèi)摩擦角也達(dá)到穩(wěn)定值。

(2) 微觀結(jié)構(gòu)現(xiàn)象表明固結(jié)體在1～3次干濕循環(huán)后顆粒表面所包裹的W-OH膠結(jié)體繼續(xù)增加，證實(shí)了W-OH膠結(jié)體在水中再固化；隨著干濕循環(huán)次數(shù)增加，W-OH膠結(jié)體固結(jié)完成并脫落；在干濕循環(huán)9次以后，W-OH膠結(jié)體的破壞和流失達(dá)到穩(wěn)定。通過EDS能譜儀分析得到碳元素來自W-OH膠結(jié)體，結(jié)合質(zhì)量虧損分析對(duì)土樣中W-OH膠結(jié)體流失特性進(jìn)行評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)W-OH膠結(jié)體在1～9次干濕循環(huán)中逐漸降低，并在9次干濕循環(huán)后達(dá)到穩(wěn)定，這與上述無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、彈性模量、黏聚力、內(nèi)摩擦角隨循環(huán)次數(shù)增加而變化的規(guī)律一致，驗(yàn)證了干濕循環(huán)的破壞機(jī)理，可將此強(qiáng)度、彈性模量和黏聚力作為后期土體評(píng)估的重要參數(shù)。