CT技术下掺油泥改性生土的孔隙损伤研究

张坤; 杨应龙; 兰官奇; 惠渊涛; 田安涛; 缑鹏

doi:10.13568/j.cnki.651094.651316.2025.06.19.0002

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CT技术下掺油泥改性生土的孔隙损伤研究

智慧工程与先进制造专题 | 更新时间：2026-03-24

- CT技术下掺油泥改性生土的孔隙损伤研究
- Pore Structure Deterioration in Oil Sludge-Modified Raw Soil: A CT-Based Investigation
- 新疆大学学报（自然科学版中英文） 2026年43卷第2期页码：238-249
- 作者机构：
  
  1.西安石油大学管道工程学院，陕西西安 710065
  2.西安石油大学基建处，陕西西安 710065
  3.渭南国控精工绿建科技有限公司，陕西渭南 715509
- 作者简介：
  
  张坤（1986—），男，博士，教授级高工，主要从事混凝土及生土结构的研究，E-mail：491543584@qq.com．
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金“纤维增强生土互锁砌块墙体抗震/保温性能一体化提升机理”(52308204);山东省自然科学基金“混凝土构件智能化振捣与养护作用机理及装备研究”(ZR2024ME094);西安石油大学研究生创新基金项目“CT技术下掺固废改性生土材料研究”(YCX2413146);渭南市科技计划重点研发项目“自嵌固生土砖墙体-型钢组合结构产业化农房关键技术研发”(ZDYFJH-772);陕西省教育厅重点科学研究计划项目“自嵌固生土墙体型钢组合结果关键技术应用研究”(25JR134)
- DOI：10.13568/j.cnki.651094.651316.2025.06.19.0002
  中图分类号： TU411.3
- 收稿：2025-06-19，
  
  修回：2026-02-05，
  
  录用：2026-02-07，
  
  纸质出版：2026-03-25
- 稿件说明：
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张坤，杨应龙，兰官奇，惠渊涛，田安涛，缑鹏．CT技术下掺油泥改性生土的孔隙损伤研究［J］．新疆大学学报（自然科学版中英文），2026，43（2）：238-249．

Zhang Kun，Yang Yinglong，Lan Guanqi，Hui Yuantao，Tian Antao，Gou Peng．Pore structure deterioration in oil sludge-modified raw soil： A CT-based investigation［J］．Journal of Xinjiang University（Natural Science Edition in Chinese and English），2026，43（2）：238-249.
张坤，杨应龙，兰官奇，惠渊涛，田安涛，缑鹏．CT技术下掺油泥改性生土的孔隙损伤研究［J］．新疆大学学报（自然科学版中英文），2026，43（2）：238-249． DOI： 10.13568/j.cnki.651094.651316.2025.06.19.0002.

Zhang Kun，Yang Yinglong，Lan Guanqi，Hui Yuantao，Tian Antao，Gou Peng．Pore structure deterioration in oil sludge-modified raw soil： A CT-based investigation［J］．Journal of Xinjiang University（Natural Science Edition in Chinese and English），2026，43（2）：238-249. DOI： 10.13568/j.cnki.651094.651316.2025.06.19.0002.

摘要

为研究掺入水泥和油泥改性生土材料细观尺度的孔隙结构和损伤，对轴压下的立方体试件进行CT扫描试验，获取试件在动荷载作用下不同应力阶段的断面CT图像，并结合灰度分析和阈值处理方法，定量表征不同配合比材料内部孔隙率的变化规律，建立孔隙率与材料损伤之间的内在联系，揭示改性生土材料损伤随应力变化的演化规律、损伤破坏机理．结果表明：不同应力状态下，YS1试件裂缝由核心受压区向边缘延伸，YS2试件呈“八字形”破坏．油泥的掺入，可生成有较强黏结能力和可塑性的凝胶，YS2试件的变形能力得到提升．水泥掺量增加，生成密度大的高结晶聚合物，使YS1试件力学性能表现更优．

、

扫描断面中，各类试件在不同应力作用下，材料内部孔隙率变化各不相同．YS1试件损伤度持续增大，YS2试件损伤度先增大后减小，虽然YS2试件的整体损伤度小，但力学性能弱于YS1试件，油泥过量掺入会影响材料的力学性能，建议油泥、水泥的质量配合比在1∶2左右．

Abstract

In order to study the mesoscale pore structure and damage evolution of modified raw soil materials incorporating cement and oil sludge

CT scanning tests are conducted on cube specimens under axial pressure. Cross-sectional CT images of the specimens at different stress stages under dynamic load are obtained

and the variation law of internal porosity of materials with different ratios is quantitatively characterized by gray scale analysis and threshold processing methods. The intrinsic relationship between porosity and material damage is established

which reveals the evolution law of damage in modified raw soil materials with stress and the corresponding failure mechanisms. The results show that: under different stress conditions

the cracks of YS1 specimens extend from the core compression zone to the edge

and YS2 specimens exhibit a "figure-eight" failure mode. The addition of oil sludge promotes the formation of a gel with strong binding capacity and plasticity

which enhances the deformability of YS2 specimens. Increasing the cement content leads to the generation of dense crystalline polymers

which results in superior mechanical performance of YS1 specimens. In the

and

scanning sections

porosity variations differ significantly among specimens under different stress conditions. The damage degree of YS1 specimens increases continuously

whereas that of YS2 specimens rises initially and then declines. Although YS2 specimens exhibit lower overall damage levels

their mechanical performance remains inferior to that of YS1 specimens. Excessive oil sludge content adversely affects mechanical properties

which suggests an optimal mass ratio of oil sludge to cement of approximately 1∶2.

关键词

Keywords

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