凍融循環(huán)作用對非飽和土物理力學性能影響試驗研究.pdf

1、凍融循環(huán)是一種隨溫度升降普通存在于大自然中的一種物理現(xiàn)象，由此會帶來非飽和土孔隙中水分在凍融循環(huán)作用下會發(fā)生反復凍結(jié)融化。在凍融過程中，非飽和土結(jié)構(gòu)受到冷生作用，會導致凍融前后物理力學性質(zhì)發(fā)生變化。而這種變化會給工程界尤其是水利工程諸多不利影響。在路基修建、邊坡治理和土石壩等工程修建活動時，會使土體受到凍融作用，從而在相關的變形和穩(wěn)定性分析中，需要考慮凍融后其物理力學性質(zhì)的變化。雖然，目前凍融循環(huán)作用對土相關特性研究比較翔實和深入，但對

2、于凍融作用下多變量研究并不是很充分，沒有綜合性的規(guī)律提出，有待進一步深入研究。
　　本文以長江中下游非飽和粉質(zhì)粘土作為研究對象，考慮凍融次數(shù)、密實度、飽和度三重因素的影響，較為充實地研究了經(jīng)過凍融后的物理力學性質(zhì)的演化規(guī)律，主要工作及研究成果如下：
　　1）自主設計了一套非飽和滲透自動采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、自動控制、加泄壓等模塊組成。由于土體的滲流是一個很緩慢的過程，尤其是高密實度的滲流更是如此，通過壓力傳感器回傳裝置

3、，可以實現(xiàn)實時、連續(xù)采集，在凍融過程中獲得滲透系數(shù)與變量之間變化過程。并通過一些技術手段解決了邊壁滲流等問題，最大程度上減少對數(shù)據(jù)精準性干擾。
　　2）確定非飽和土各個密實度下最佳含水率。凍融循環(huán)是將水作為橋梁對土結(jié)構(gòu)性能發(fā)生作用，非飽和土中水含量的多少直接影響到凍融作用的效果。不同密實度下都有一個下限的含水率，通過準備試驗，將本試驗各個密實度下的最佳含水率確定出來，為凍融作用對非飽和土物理力學性能影響研究提供試驗基礎。
　

4、　3）分析滲透性與不同初始狀態(tài)的非飽和土之間的關系。在以凍融次數(shù)為變量時，得出無論初始狀態(tài)如何，滲透性都會隨之而增加，且飽和度越高變化越明顯。以飽和度為變量時，同一種干密度下，飽和度越高，滲透性變化越明顯；同時，整體趨勢呈現(xiàn)平穩(wěn)直線段—直線上升段—曲線上升段三個階段。在以干密度為變量下，滲透性與干密度存在一種指數(shù)函數(shù)的關系。
　　4）研究了凍融循環(huán)作用對壓縮模量的影響規(guī)律。凍融作用必然會改變土結(jié)構(gòu)性能，是一種類似風化作用導致土體劣