3.3　干燥收缩试验

土体中水分的蒸发会导致土体体积收缩以及土体表面龟裂，产生许多开裂的块体，如图3.32所示。收缩裂隙产生后，会破坏土体的完整性，弱化土体结构，极大改变土体的物理力学性质，同时为雨水入渗提供便利条件，土体龟裂是许多工程问题的直接诱因（Albrecht和Benson，2001；唐朝生等，2007；Tang等，2011b）。在实际工程中有许多与干缩有关的例子，如堤坝边坡在干旱季节出现的干缩裂隙网络诱导的滑坡灾害（姚海林等，2001；孔令伟等，2007）、垃圾填埋场的覆盖层在蒸发作用下渗透系数增大导致的防渗屏障功能失效（Rayhani等，2007；张文杰等，2009）、高放核废料深层地质处置库工程屏障在近热源处可能会失水收缩产生裂隙加快核素的迁移（Ye等，2013）等。这些都表明研究干化过程中土体变形规律及影响机制的重要性。

掌握收缩裂隙的形成过程、发展规律和力学机制，有利于从科学的角度进一步认识自然界中龟裂现象的本质，并在工程中更合理地利用土体材料，避免和防治龟裂引起的工程问题。目前，对干燥裂隙的分析主要是将块体视为收缩均匀体，研究土体干化过程中表观裂隙的发展及影响因素（唐朝生等，2007；姚志华等，2009）。

图3.32　土体龟裂现象（Cordero等，2016）

与此同时，土体微观结构的改变直接影响到土体宏观水力-力学特性（孙德安等，2015；谈云志等，2015），均匀收缩体内部微观结构随干化的演变有可能是宏观收缩裂隙出现的诱因。因此，对土体干化收缩引起的微观结构改变的研究也有着非常重要的工程意义。对于微观层面的裂隙形成机制，还需综合考虑裂隙形成过程中的土质学、土力学和土结构因素，结合宏观现象与微观分析，完善土体收缩裂隙的理论体系。

本节结合两组土体干化试验数据分别具体说明土体宏观收缩裂隙的发育及影响因素和均匀收缩体内部微观裂隙的演变过程。