唐朝生教授课题组在土体裂隙网络结构的精细探测方面取得新进展

   黏性土中发育的干缩裂隙会显著影响土体结构的完整性，弱化土体强度，改变渗透特性，诱发诸多环境与工程地质问题。裂隙的发育过程包括形貌变化和数量增大，最终在浅表层土体内部形成复杂的三维裂隙网络，准确地获取裂隙网络的在地下空间的结构信息，是评估其对于土体结构完整性具体影响的重要前提，也是裂隙研究的重点和难点。

   为此，我中心唐朝生教授团队创新性地提出融合多模态数据的高分辨率监测技术方案ERT⁺,实现了干缩裂隙网络三维结构的精细探测。该方案融合了来自高密度电法、图像分析和人工测量记录的多模态数据，分别利用三者对裂隙空间连续信息、宽度和深度的探测优势，对常规高密度电法获取的粗糙裂隙网络先后进行宽度约束与深度修正，从而获取了三维裂隙网络的 结构信息。该方案被成功应用于广西百色的膨胀土边坡现场，可靠性和准确性得到了充分的验证。利用ERT⁺的结果，研究还发现了土体初始状态对于裂隙发育结构的影响，提出同源裂隙网络具有相似宽深比的一般性规律。

图1.整合多源数据进行干缩裂隙网络三维结构表征的ERT⁺方案

图2.广西百色现场的研究区域（a-b）、采石场和裂隙网络点位（c）

图3.利用ERT+方案实现原位裂隙网络的三维结构模型的重建

   该项研究为浅层土体异质性结构的高分辨率动态监测提供了新的思路和可行方案。相关研究成果近期以“Improved 3D characterization of in-situ soil desiccation cracking by multi-source data integration”为题，发表于国际土壤学会会刊、土壤科学领域Top期刊《Geoderma》，我院博士生章君政为论文第一作者，唐朝生教授为论文通讯作者，博士生牟文为第三作者。研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、江苏省自然科学基金的联合资助。

   论文信息：Jun‑Zheng Zhang, Chao-Sheng Tang*, Wen Mu, Jin-Jian Xu, Qi-You Zhou, Bin Shi. Improved 3D characterization of in-situ soil desiccation cracking by multi-source data integration. Geoderma, 2024, 449: 117033. 

   原文链接：https://authors.elsevier.com/sd/article/S0016-7061(24)00262-3