人工凍土凍脹、融沉特性試驗(yàn)研究.pdf

1、人工凍土凍脹融沉特性研究是人工凍結(jié)法向城市地下空間推廣應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)和重要基礎(chǔ)研究工作.由于目前國內(nèi)缺乏統(tǒng)一的凍結(jié)溫度及凍脹試驗(yàn)裝置,該文自行研制了可實(shí)現(xiàn)微機(jī)數(shù)據(jù)采集的凍結(jié)溫度及凍脹試驗(yàn)裝置.利用該裝置首次針對(duì)南京地區(qū)典型土質(zhì)——淤泥質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉砂,采用單因素和正交試驗(yàn)系統(tǒng)地進(jìn)行了凍結(jié)溫度、凍脹和融沉試驗(yàn).通過試驗(yàn)得出了凍結(jié)溫度隨土質(zhì)、含水量、干密度、含鹽量及水質(zhì)的變化規(guī)律,研究結(jié)果表明,含鹽量對(duì)凍結(jié)溫度影響最顯著,而千密

2、度對(duì)凍結(jié)溫度無影響.通過開放和封閉系統(tǒng)凍脹試驗(yàn)研究了冷端溫度、含水量、千密度及上部荷載對(duì)土體凍脹的影響,凍脹率隨冷端溫度降低和含水量的減小而線性減小、隨上部荷載增大呈指數(shù)規(guī)律減小;其中含水量的影響最顯著,冷端溫度次之.并獲得了南京地區(qū)淤泥質(zhì)粘土和淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土在封閉、開放系統(tǒng)中凍脹預(yù)報(bào)統(tǒng)計(jì)模型——各因素對(duì)凍脹的綜合作用通過單項(xiàng)對(duì)凍脹的相加模型來表示.研究結(jié)果表明粉砂凍脹率是淤泥質(zhì)粘土凍脹率的十分之一,冷端溫度、含水量?jī)蓚€(gè)因素變化對(duì)其凍脹

3、率幾乎不產(chǎn)生影響,因此在砂性等無粘性土中應(yīng)用凍結(jié)法對(duì)周圍環(huán)境危害較小.通過土體融沉試驗(yàn),首次發(fā)現(xiàn)三種土質(zhì)融沉系數(shù)隨千密度變化均存在一個(gè)對(duì)應(yīng)土體最小融沉系數(shù)的臨界千密度;融沉系數(shù)隨含水量的增大而增大,并存在一個(gè)含水量轉(zhuǎn)折點(diǎn),但不同土質(zhì)其變化趨勢(shì)不同,淤泥質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土小于該含水量時(shí)融沉系數(shù)變化率較小,超過這個(gè)含水量后變化率變大并線性增大,粉砂小于該含水量時(shí)融沉系數(shù)變化率較大,超過這個(gè)含水量后變化率變小并線性增大.論文最后討論了研究