凍融循環(huán)作用對(duì)非飽和土物理力學(xué)性能影響試驗(yàn)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(huì)帶來(lái)非飽和土孔隙中水分在凍融循環(huán)作用下會(huì)發(fā)生反復(fù)凍結(jié)融化。在凍融過(guò)程中，非飽和土結(jié)構(gòu)受到冷生作用，會(huì)導(dǎo)致凍融前后物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化。而這種變化會(huì)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(dòng)時(shí)，會(huì)使土體受到凍融作用，從而在相關(guān)的變形和穩(wěn)定性分析中，需要考慮凍融后其物理力學(xué)性質(zhì)的變化。雖然，目前凍融循環(huán)作用對(duì)土相關(guān)特性研究比較翔實(shí)和深入，但對(duì)

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

3、，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、連續(xù)采集，在凍融過(guò)程中獲得滲透系數(shù)與變量之間變化過(guò)程。并通過(guò)一些技術(shù)手段解決了邊壁滲流等問(wèn)題，最大程度上減少對(duì)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性干擾。
　　2）確定非飽和土各個(gè)密實(shí)度下最佳含水率。凍融循環(huán)是將水作為橋梁對(duì)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(shí)度下都有一個(gè)下限的含水率，通過(guò)準(zhǔn)備試驗(yàn)，將本試驗(yàn)各個(gè)密實(shí)度下的最佳含水率確定出來(lái)，為凍融作用對(duì)非飽和土物理力學(xué)性能影響研究提供試驗(yàn)基礎(chǔ)。
　

4、　3）分析滲透性與不同初始狀態(tài)的非飽和土之間的關(guān)系。在以?xún)鋈诖螖?shù)為變量時(shí)，得出無(wú)論初始狀態(tài)如何，滲透性都會(huì)隨之而增加，且飽和度越高變化越明顯。以飽和度為變量時(shí)，同一種干密度下，飽和度越高，滲透性變化越明顯；同時(shí)，整體趨勢(shì)呈現(xiàn)平穩(wěn)直線段—直線上升段—曲線上升段三個(gè)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(guān)系。
　　4）研究了凍融循環(huán)作用對(duì)壓縮模量的影響規(guī)律。凍融作用必然會(huì)改變土結(jié)構(gòu)性能，是一種類(lèi)似風(fēng)化作用導(dǎo)致土體劣