寒區(qū)凍土-基礎切向凍脹力試驗研究.pdf

1、本文以正凍土與結構相互作用為工程背景，抽象出凍土-凍土和凍土-結構面凍脹剪切模型。自行設計研制了單向凍結條件下凍土-凍土/凍土-結構面凍脹剪切試驗系統(tǒng)，選取兩種凍脹敏感性土，進行了三種冷端溫度下的兩類凍脹剪切共24組試驗，對土樣在不同凍結條件下的溫度、凍脹量、凍脹剪切力、補水量及試驗后試樣不同高度處的含水量變化規(guī)律進行了系統(tǒng)研究。
　　凍土-結構面凍脹剪切試驗結果表明：整個土柱溫度隨凍結歷時變化曲線可分為四個階段，各階段歷時主要由

2、冷端溫度決定。補水量、凍脹量、凍脹剪切力隨凍結歷時變化規(guī)律均可劃分為五階段，補水量、凍脹量對凍脹剪切力的影響在各階段表現(xiàn)出很好的規(guī)律性。凍脹剪切力在形成穩(wěn)定溫度場后達到峰值，此后為已凍土與結構面相互作用階段，此階段的發(fā)展規(guī)律與冷端溫度、結構面粗糙度關系密切。兩種土性試驗結果都表明粗糙度越大，切向凍脹力越大，呈現(xiàn)出非線性增長。粗糙度較小時，兩種土性在不同冷端溫度下最大單位切向凍脹力相差不大，表明可以不考慮冷端溫度、土性的影響而統(tǒng)一取某值作

3、為設計值；隨著粗糙度增大，粉土、黏土在不同冷端溫度下最大單位切向凍脹力相差較大。凍土-凍土凍脹剪切試驗溫度、補水量、凍脹量分析和凍土-結構面凍脹剪切試驗相似。
　　研究分析了兩類凍脹剪切試驗中冷端溫度、補水量、凍脹量對凍脹剪切力的影響。根據凍土-結構面凍脹剪切試驗結果繪制出粉土、黏土在不同冷端溫度、不同結構面粗糙度約束凍脹下最大單位切向凍脹力和凍脹量關系曲線。建立了凍土-凍土凍脹剪切試驗中粉土、黏土單位表觀凍脹剪切力-凍脹量-溫度