高溫—高含冰量凍土強度及蠕變特性研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、青藏鐵路穿越連續(xù)多年凍土區(qū)550km,不連續(xù)多年凍土區(qū)82km,其中有275km處于高溫凍土區(qū)(年平均地溫高于-1.0℃),有221km通過高含冰量凍土區(qū)(體積含冰量大于20﹪),高溫、高含冰量重疊路段134km。凍土作為一種特殊的巖土材料,其力學(xué)性質(zhì)很大程度上取決于凍土的溫度及含水量。特別是對于高溫凍土,溫度的微小波動就會引起未凍水含量發(fā)生較大改變,從而導(dǎo)致凍土強度發(fā)生很大的變化?,F(xiàn)場地溫及沉降觀測資料表明,青藏鐵路高路堤段在凍土人為

2、上限有所提升的前提下,路基仍會由于下部高溫—高含冰量凍土溫度升高,彈性模量減小及蠕變而產(chǎn)生較大的沉降。然而,由于受到試驗條件的限制,目前關(guān)于高溫—高含冰量凍土強度及蠕變的研究鮮見報導(dǎo),這種情況給我們開展路基變形計算造成了極大的困難,為此作者開展了室內(nèi)高溫—高含冰量凍土的強度及蠕變試驗研究,同時也對青藏鐵路路基下及天然地表下的多年凍土開展了現(xiàn)場旁壓試驗研究,通過研究得出以下結(jié)論: (1)通過對不同溫度、不同含水量(溫度:-0.3℃

3、、-0.6℃、-0.9℃、-1.5℃、-5.0℃,含水量:20﹪、40﹪、60﹪、90﹪、120﹪)的凍結(jié)粘土單軸抗壓強度試驗發(fā)現(xiàn):高溫—高含冰量(溫度:-0.3℃~-1.5℃,含水量:60﹪~120﹪)凍土的應(yīng)力—應(yīng)變曲線為應(yīng)變硬化型,試樣以塑性破壞形式破壞為主。含水量40﹪~90﹪的高溫凍土抗壓強度值隨土溫的降低線性增大,含水量120﹪的凍土的抗壓強度隨溫度降低而增加的幅度隨溫度降低而減小。當(dāng)溫度低于-0.9℃時,高溫凍土存在最不利

4、含水量,該值隨溫度的降低而增大。當(dāng)溫度高于-0.6℃時,高含冰量凍土隨含水量的增加,單軸抗壓強度增大。 (2)開展了溫度分別為-0.3℃、-0.5℃、-1.0℃,含水量分別為40﹪、80﹪、120﹪的凍結(jié)粘土單軸蠕變試驗。試驗結(jié)果表明:無論加載應(yīng)力多大、荷載作用時間多長,高溫—高含冰量凍土單軸壓縮蠕變過程都具有衰減特征;在相同的溫度條件下,在相同時段,含水量40﹪時長期強度最大,含水量120﹪時次之,含水量80﹪時最??;還得到高

5、溫—高含冰量凍土的蠕變方程、應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系、長期強度方程及其有關(guān)參數(shù)。 (3)通過對路基下及天然地表下高溫—高含冰量多年凍土的旁壓強度試驗發(fā)現(xiàn):鐵路的修筑不僅使路基下原天然上限以下高溫—高含冰量多年凍土的溫度有了一定幅度的升高,還導(dǎo)致路基以下多年凍土的臨塑壓力Pf、極限壓力Pl及剪切模量Gm有了較大幅度的降低;對于高溫凍結(jié)粘土,富冰凍土和飽冰凍土的剪切模量Gm對溫度改變的敏感性高于含土冰層;飽冰凍土的臨塑壓力Pf和極限壓力Pl對

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