冻融作用对土物理力学性质影响的试验研究

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1、分类号UDC密级学号04210451、痧够≥孽z头军硕士学位论文冻融作用对土物理力学性质影响的试验研究学科名称：学科门类：宋春霞岩土工程指导教师：刘奉银副教授齐吉琳教授申请日期：2007年3月论文题目：冻融作用对土物理力学性质影响的试验研究学科专业：岩土工程研究生：宋春霞签名：塞盍叠指导教师：刘奉银副教授签名：立焯齐吉琳教授签名：壶壶丝摘要冻融过程中土结构由于受冷生作用的影响，导致冻融后其物理力学性质发生变化。在寒区进行路堑开挖、新削边坡和路基修建等工程活动时，会使土体新近暴露于冻融作用之下，在相

2、关的变形和稳定性分析中，必须考虑其物理力学性质的变化。随着青藏公路和铁路的修建以及其他冻土地区工程建设的广泛开展，我国的寒区岩土工程建设将遇到同样的问题。目前，冻融作用对土物理性质影响的研究已经比较深入，而冻融作用对土力学性质的影响却缺乏系统的研究，也没有综合的规律性提出，有待进一步深入研究。本文以两种冻胀敏感性土——兰州黄土和青藏粘土为研究对象，考虑冷端温度和干容重两个影响因素，详细研究了土样的冻融特性、冻融后其物理力学性质的变化规律。研究表明，密实兰州黄土试样的冻融特性和冻融后其物理力学性质的

3、变化规律，随冷端温度的变化呈现良好的线性关系；而随着干容重的逐渐增大，期间存在一个临界干容重，此处冻融前后土样的物理力学性质基本不发生变化，在临界干容重两侧，土样的冻融特性以及冻融前后土样的物理力学性质的变化趋势不同。这是因为在不同的干容重下，土样的饱和含水量和孔隙比是不同的，从而使得冻融过程中孔隙水的冻结量、迁移量、未冻水含量不一样，进而对土体有效应力的影响也不同。试验分析表明，两种土的冻融特性以及冻融后物理力学性质的变化规律基本一致，只是由于二者矿物组成、颗粒成分、颗粒结构的些微差异，使得某些

4、试验结果存在量上的差异，而青藏粘土相较于兰州黄土对冻融作用更敏感。关键词：冷生作用；冻融作用；成冰方式；冻融特性本研究得到中国科学院百人计划项目“多年冻土地区路基变形研究”(2006)资助Title：EXPERIMENTALSTUDYOFTHEFREEZE-THAWEFFECTSONPHYSICALANDMECHANICALPROPERTlESOFSOILSMajor：GeotechnicalEngineeringName：ChunxiaSONGSignature：—[也加五柚。}Supervis

5、。r：AssociateProf．FengyinLIUSignature：f甄鱼Prof．JilinQIAbstractIthasbecomeaconnll_onunderstandingthatfreeze-thawcyclingisakindofweatheringprocesswhichconsiderablychangesgeotechnicalpropertiesofsoilsduetocryogenicactions，anddifferenttemperatureconditionsm

6、aycausevariousresults．Alsotheeffectoffreeze-thawonthesamesoilofdifferentdrydensitymaybedifferent．Therefore,theinfluenceoftemperatureanddrydensitymustbetakenintoaccountwhenselectingsoilparametersforstabilityanddeformationanalysisofmanygeotechnicalengin

7、eeringproblemsincoldregionswherenewlyexposedsoillayersareboundtobesubmittedtofreeze-thawcycling．Becanseofthelackofstudyontheeffectoffreezing-thawonsoilmechanics，furtherstudyisneeded．T扯spapertakestwofrost-susceptiblesoils．LanzhouloessandQingzangsiltycl

8、ayasstudyobject．11"freeze-thawcharacteristicsandthevariationrulesoftheirmechanicalprope幽afterfreeze-thawarestudiedconsideringtwoinfluencingfactors，thefreezinggradientanddrydensity．ExperimentsshowthatforLanzhouloess，thecharacteristicindexesduri