[1]李新平,路亚妮,王仰君.冻融荷载耦合作用下单裂隙岩体损伤模型研究[J].岩石力学与工程学报,2013,11:2307-2315.

关键词:岩石力学,冻融,单轴压缩,耦合作用,裂隙岩体,损伤演化模型

机构:武汉理工大学道路桥梁与结构工程重点实验室;湖北工程学院城市建设学院;

摘要:针对寒区节理岩体工程结构中的冻融受荷岩体,采用在类岩石材料中预制裂隙的方法模拟节理岩体,通过冻融循环试验和单轴压缩试验,分析裂隙岩样的几何特征(裂隙长度、裂隙倾角)对岩体强度的影响;基于细观损伤理论和宏观统计损伤模型,建立冻融受荷裂隙岩石损伤劣化模型,探讨裂隙岩体在冻融和荷载耦合作用下的损伤劣化机制。研究结果表明:(1)岩石反复冻融引起的损伤是一个疲劳破坏的过程,受荷损伤是岩石类非均质材料各组成成分对力的传递速率以及自身变形差异性引起应力场不均匀分布的过程;(2)冻融和受荷以不同的力学机制促使岩石中裂纹的萌生和扩展,由此诱发的损伤相互耦合,其耦合作用会使总损伤有所劣化;(3)裂隙长度以及冻融循环次数对总损伤的影响较大,而裂隙倾角对总损伤的影响相对较小;(4)相同的冻融循环次数下,裂隙岩样较完整岩样的损伤劣化程度严重。 

[2]张泽,马巍,齐吉琳.冻融循环作用下土体结构演化规律及其工程性质改变机理[J].吉林大学学报(地球科学版),2013,06:1904-1914.

关键词:冻融循环,工程性质,土体结构,物理性质,力学性质

机构:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所/冻土工程国家重点实验室;

摘要:寒区工程被破坏的最主要原因之一就是冻融循环作用,冻融循环过程可导致土的工程性质发生较大的变化,进而导致寒区工程设施产生变形,甚至失稳。对冻融循环作用下土的结构、基本物理性质以及力学性质进行了分析和总结。研究发现:冻融循环作用后土颗粒之间的原有结构被破坏,从而形成新的结构,土中团粒会发生分裂和团聚作用,团粒粒径向均一性趋势发展,并且在不同的内部及外部条件下,土会产生不同的构造;冻融循环后,土的渗透性增大,塑性指数减小。松散土和密实土的密度以及孔隙比具有不同的变化趋势,并且可使无湿陷性的黄土状土中大孔隙增加并产生湿陷性。土的力学性质变化趋势不一,一方面这与土的构造变化直接相关,另一方面冻融循环试验方法的不同也是引起研究结果差异性较大的重要原因。因此,需要建立冻融循环作用下土工程性质变异性的判定方法、评价及预测体系,而这些也可能成为未来研究工作的方向。

[3]周科平,张亚民,李杰林,许玉娟.粗、细粒径花岗岩冻融损伤机理及其演化规律[J].北京科技大学学报,2013,10:1249-1255.

关键词:花岗岩,冷冻,融化,劣化,核磁共振

机构:中南大学资源与安全工程学院;

摘要:通过粗、细两种颗粒花岗岩的冻融循环试验和岩石力学试验,研究了不同粒径岩石的冻融循环作用对岩石物理力学特性的影响.利用核磁共振技术对冻融循环前后的岩样进行检测,得到了横向弛豫时间谱的变化和岩样核磁共振成像,分析了岩样在冻融前后的孔隙度变化、空隙结构及分布的演化特性等.采用宏观唯象损伤理论和自洽理论对不同粒径花岗岩在冻融条件下的宏、细观损伤演化规律进行了分析.研究发现在冻融循环作用下,岩石内部的孔隙逐渐增多,不断造成岩石的强度损失;损伤模型的计算值与实际相符,但不同损伤理论对花岗岩损伤程度趋势变化的反应存在差异;细颗粒花岗岩呈现出较高冻融耐久性. 

[4]贾海梁,刘清秉,项伟,张伟丽,郎林智.冻融循环作用下饱和砂岩损伤扩展模型研究[J].岩石力学与工程学报,2013,S2:3049-3055.

关键词:岩石力学,饱和砂岩,冻融循环作用,损伤模型,开孔隙率

机构:中国地质大学工程学院;中国地质大学教育部长江三峡库区地质灾害研究中心;

摘要:首先分析饱和砂岩所经历的冻融作用的特点,认为冻融作用是一种低周疲劳荷载,且砂岩冻融循环作用下的受力状态可简化为单向拉伸荷载的循环作用。基于以上分析,在疲劳损伤理论的基础上,建立砂岩在冻融循环作用下的损伤演化方程。同时,通过对饱和砂岩冻融循环过程中的物理性质的观测,及对砂岩自身结构特点的分析,选取砂岩的开孔隙率作为损伤变量。之后通过试验数据对所建立的损伤模型进行验证,并探讨损伤方程中各参数的确定方法。经过验证,该损伤模型能较好地反映饱和砂岩在冻融循环作用下的损伤扩展规律,可以为相关的研究提供参考。 

[5]王天亮,卜建清,王扬,徐磊,严晗.多次冻融条件下土体的融沉性质研究[J].岩土工程学报,2014,04:625-632.

关键词:深季节冻土,单向冻结,开敞系统,反复冻胀融沉,融沉系数

机构:石家庄铁道大学土木工程学院;石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室;石家庄铁道大学科技处;中铁建工集团西北分公司;

摘要:以青藏铁路那曲物流中心站场路基填料为研究对象,通过室内试验深入研究和分析了压实度、荷载以及冻融次数对土体融沉性质的影响规律。研究结果表明:第1次冻融过程中压实度大的试样的冻胀融沉量小,而经历多次冻融后压实度大的试样的冻胀融沉量则变大;多次冻融后较大压实度的试样表现为隆起变形,而较小压实度的试样则表现为压密变形,即不同压实度试样在经历多次冻融后压实度趋于某一定值;存在一临界压实度值,该值下多次冻融后试样高度不发生变化;荷载的压密作用在抑制冻胀变形的同时也加剧了试样的融沉变形,总体变形量随荷载的施加和增大而增大;补水条件下多次冻融后试样的含水率远远大于初始含水率,因此应做好防排水措施;外界水源补给量随冻融次数的增加而减小,并在经历3次冻融后达到稳定,且冻结过程中的补水量远远大于融化过程中的补水量;融沉系数随冻融次数的增加先增大而后减小并在经历5次冻融后趋于稳定,因此可将5次冻融后的融沉系数作为评价土体融沉性质的指标。

[6]严晗,王天亮,刘建坤,王扬.反复冻融条件下粉砂土动力学参数试验研究[J].岩土力学,2014,03:683-688.

关键词:冻融循环,粉砂土,动三轴试验,动模量,阻尼比

机构:北京交通大学土木建筑工程学院;中铁建工集团西北分公司;石家庄铁道大学土木工程学院;石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室;

摘要:在大量冻融试验和动三轴试验的基础上,深入研究和分析了经历多次冻融循环后粉砂土动模量和阻尼比的变化规律。研究结果表明:同一动应变水平下,动应力大小与冻融次数、含水率呈负相关性,而与围压、加载频率、压实度呈正相关性;粉砂土的动应力-动应变关系存在明显的非线性,且随动应变水平的提高,动模量成倍减小,而阻尼比则成倍增大;随冻融次数的增加,动模量降低而阻尼比则增大,且经历6次冻融后均趋于稳定,建议将6次冻融后的力学特性作为设计与计算指标;围压和压实度的提高有效增强了土颗粒之间的骨架作用,动模量随围压和压实度的增减而增减,阻尼比则随围压和压实度的增加而降低;含水率的变化对阻尼比的影响不大,而当土样达到饱和状态时,动模量成倍降低;加载频率对阻尼比的影响较大,并随频率的提高而迅速降低。

[7]王媛,赵允格,姚春竹,张培培.黄土丘陵区生物土壤结皮表面糙度特征及影响因素[J].应用生态学报,2014,03:647-656.

关键词:生物土壤结皮,发育阶段,生物结皮表面糙度,影响因子,黄土丘陵区

机构:西北农林科技大学资源环境学院;西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室;中国科学院大学;

摘要:地表糙度是影响地表径流和侵蚀过程的重要属性.生物结皮在干旱半干旱区广泛分布,是地表糙度的影响因子之一.本文采用链条法测定了黄土丘陵区不同发育阶段生物结皮表面糙度特征,分析了不同发育阶段生物结皮表面糙度对坡向、土壤含水量和冻融作用的响应及其与各理化性质的相关性,初步探索了生物结皮对地表糙度的影响及其相关因素.结果表明:生物结皮显著改变地表糙度,随着生物结皮从藻结皮向藓结皮演替,其糙度先降低后增加,生物结皮发育形成10年以后,其表面糙度基本趋于稳定;研究区早期形成的藻结皮表面糙度较裸土降低47.0%,深色藻结皮(藓类盖度<20%)较裸土降低20.4%,混生结皮(藓类盖度为20%~60%)和苔藓结皮(藓类盖度>70%)表面糙度与深色藻结皮基本一致;坡向对发育10年以上的生物结皮表面糙度的影响不显著;土壤含水量影响地表糙度特征.研究区浅色藻结皮表面糙度随水分变化较为剧烈;随着生物结皮发育,深色藻结皮、混生结皮和苔藓结皮表面糙度随水分的变化趋于平缓.冻融增加了生物结皮表面糙度.浅色藻结皮经两次冻融后表面糙度增加29.7%;深色藻结皮、混生结皮和藓结皮表面糙度的影响需经过反复冻融才有所体现.生物结皮表面糙度与藓结皮盖度呈显著正相关(P<0.1).

[8]杜寿元.冻融作用下露天边坡岩石物理力学特性研究[J].有色金属(矿山部分),2014,02:63-66.

关键词:冻融循环,露天边坡,单轴抗压强度,物理力学特性

机构:青海鸿鑫矿业有限公司;

摘要:通过模拟高寒地区自然条件,对牛苦头矿区露天边坡4种典型的岩石样本进行冻融循环试验,测定岩石的质量、强度变化特性,分析其外观特征、质量损失率及抗冻系数的变化。试验结果表明,岩样的质量在冻融状态下有较小降低,影响甚微;岩样在冻融初期其微观结构变化较大,冻融作用对岩石造成的损伤较大,而冻融后期其对岩石造成的损伤相对较有限。岩样在冻融作用后抗冻系数变低,矿区岩体抗冻性相对较强。试验结果为边坡稳定性研究提供基础数据,指导矿山以后的安全生产。

[9]路亚妮,李新平,肖家双.单裂隙岩体冻融力学特性试验分析[J].地下空间与工程学报,2014,03:593-598+649.

关键词:岩石力学,模型材料,冻融试验,力学特性,单轴压缩

机构:湖北工程学院城市建设学院;武汉理工大学道路桥梁与结构工程重点实验室;

摘要:采用具有不同几何特征的闭合裂隙类砂岩模型试样,进行冻融后的单轴压缩试验,分析裂隙岩体经不同冻融循环次数后的物理力学特性,以及不同裂隙倾角、不同裂隙长度的岩样对冻融岩体强度及破坏形态的影响。研究发现:预制闭合裂隙对冻融岩样外观破坏特征影响不是很大;同一类岩样在其它条件相同的条件下,单轴抗压强度及弹性模量随着冻融次数的增加而减小,相同的冻融次数,相同裂隙倾角不同裂隙长度的试件,随着裂隙长度的增长,单轴抗压强度有较大幅度降低,且随着裂隙倾角的增大,降低的程度越来越小;而对于相同的冻融次数,相同裂隙长度不同裂隙倾角的试件,倾角的变化对冻融岩样的影响不大;冻融岩样单轴试验破坏形态随着冻融次数的增加,由单一的较平滑的破坏面逐渐发展为多个表面粗糙的破裂面,除完整岩样及倾角为90°的岩样为劈裂破坏外,其余裂隙岩样基本为沿裂隙面的剪切破坏。 

[10]李杰林,周科平,张亚民,许玉娟.冻融循环条件下风化花岗岩物理特性的实验研究[J].中南大学学报(自然科学版),2014,03:798-802.

关键词:冻融循环,风化花岗岩,风化程度,寒区工程

机构:中南大学资源与安全工程学院;

摘要:为研究风化岩石在冻融循环作用下物理特性的变化情况,选取风化花岗岩为试样,在冻结温度为-40℃,融解温度为20℃条件下分别进行0,10,20和30次冻融循环实验,并进行单轴抗压强度测试。研究结果表明:风化岩石的质量在冻融后增大,且每组岩样的平均质量变化率随着冻融次数的增加而增大;随着冻融循环次数的增加,风化花岗岩的单轴抗压强度、弹性模量、冻融系数、风化程度系数都逐渐降低;在30次冻融循环作用下,岩样由中等风化岩变为强风化岩。

[11]母剑桥,裴向军,黄勇,闵维康.冻融岩体力学特性实验研究[J].工程地质学报,2013,01:103-108.

关键词:岩石力学,冻岩力学,冻融损伤,电镜扫描

机构:成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室;新疆交通科学研究院;

摘要:岩石的冻融破坏是寒区岩石工程中常遇到的主要病害之一。通过对3种岩石进行冻融循环试验及电镜微观扫描的方法,研究了不同性质的岩石在冻融条件下的劣化损伤机制,分析了其冻融破坏机理;并针对不同性质的岩石总结提出了2种不同的冻融劣化模式:裂隙扩展劣化模式和颗粒析出劣化模式;通过不同冻融循环次数后的3种饱和岩石单轴抗压强度试验,得到了不同性质岩石的单轴抗压强度与冻融循环次数的拟合关系表达式,初步量化了循环冻融对寒区岩石强度衰减的影响,具有一定参考价值,为今后岩石冻融劣化研究和寒区工程建设及工程安全运营提供了可靠的依据。

[12]陈有亮,代明星,刘明亮,吴丹丹,王朋.含初始损伤岩石的冻融损伤试验研究[J].力学季刊,2013,01:74-80.

关键词:冻融循环,花岗岩,损伤变量,初始损伤

机构:上海理工大学土木工程系;

摘要:在实际工程中,岩石大多是含初始损伤的,分析含初始损伤岩石的力学性能有重要的工程意义。预先统计岩石试块的初始抗压强度,然后根据其抗压强度给岩石试块施加压力。分别施加了极限抗压强度的10%、30%、50%、70%、80%、90%,以形成不同的初始损伤。然后通过低温冻融实验和单轴压缩实验,将岩石在传统循环荷载作用后的损伤与低温冻融损伤进行比较,得出这两种损伤的异同点,建立了岩石材料在不同环境条件下的损伤表达式,研究了初始损伤对岩石冻融的影响,对今后估测含初始损伤岩石的冻融寿命有一定参考价值。 

[13]邢闯锋,刘红岩,马敏,刘冶.循环冻融下节理岩体损伤破坏的试验研究[J].工程勘察,2013,08:1-5.

关键词:循环冻融,节理岩体,单轴压缩,损伤

机构:中国地质大学(北京)工程技术学院;西藏大学工学院;

摘要:通过预制节理岩体试件,对不同节理倾角、节理贯通度、节理组数、饱和度、节理厚度、循环次数等6种情况进行冻融试验,并进行单轴压缩试验以研究其性质规律。研究表明:试样的表观形态、强度和破坏模式与冻融和节理有密切关系;冻融使节理处粘结强度严重降低,使试样产生损伤,损伤程度与冻融次数呈正相关,与饱和度、节理厚度在一定范围内正相关;节理数、节理倾角对试件强度的影响与非冻融试样有着相似的变化规律;非贯通冻融节理试样的破坏机理比较符合断裂力学理论;在整个过程中,冻融与节理相互作用共同促使试样损伤破坏。

[14]周科平,李杰林,许玉娟,张亚民,杨培强,陈路平.冻融循环条件下岩石核磁共振特性的试验研究[J].岩石力学与工程学报,2012,04:731-737.

关键词:岩石力学,冻融循环,核磁共振,花岗岩,孔隙度,弛豫时间

机构:中南大学资源与安全工程学院;上海纽迈电子科技有限公司;

摘要:为研究岩石在冻融循环作用下微观结构的变化特征,选取寒区花岗岩为试样,在冻结温度为-40℃,融解温度为20℃条件下分别进行0,10,20,30和40次冻融循环试验,并对冻融循环后的岩样进行核磁共振(NMR)测量,得到不同冻融循环次数后岩样的横向弛豫时间T2分布及核磁共振成像图像。结果表明:花岗岩的T2分布主要为3个峰,第一个峰和第二个峰的面积之和占全部峰总面积的98%以上,表明微孔隙占绝大多数;在经历10,20,30和40不同冻融循环次数后,岩石的T2谱面积发生了明显变化,孔隙率分别增大了14.0%,0.9%,16.2%和1.6%。核磁共振图像显示冻融循环后岩样的孔隙空间分布情况。冻融循环条件下岩石核磁共振特征的变化规律,为岩石冻融损伤机制研究提供可靠的试验数据。 

[15]刘泉声,康永水,黄兴,徐朝政.裂隙岩体冻融损伤关键问题及研究状况[J].岩土力学,2012,04:971-978.

关键词:裂隙岩体,冻融损伤,低温THM耦合,水热迁移,相变

机构:中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室;

摘要:工程岩体冻融损伤问题是寒区常见的工程难题,其主要诱因是岩体中水分的冻胀融缩作用。目前国内外学者关于冻岩问题的主要研究内容可大体归纳为冻岩物理力学性质、相变过程、低温多场(THM)耦合、冻融损伤模型及数值分析等4个大方面。几十年来,国内外学者通过理论分析、数值模拟、现场及室内试验等多种途径对冻岩问题展开研究,取得了丰硕的成果,但目前对冻岩问题的研究远未成熟,很多研究尚停留在试验探索阶段。要真正意义上揭示冻岩损伤机制,应以水冰相变为切入点,立足细观尺度,充分考虑冻胀融缩作用与裂隙扩展的相互影响,进而拓展至冻融作用对岩体裂隙网络发展的影响。 

[16]李杰林,周科平,张亚民,许玉娟.基于核磁共振技术的岩石孔隙结构冻融损伤试验研究[J].岩石力学与工程学报,2012,06:1208-1214.

关键词:岩石力学,核磁共振,冻融循环,岩石损伤,孔隙结构,核磁共振成像

机构:中南大学资源与安全工程学院;

摘要:为研究岩石在冻融循环作用下的孔隙结构损伤特性,选取寒区花岗岩为岩样,在冻结温度为-40℃,融解温度为20℃条件下,分别进行3轮冻融循环试验,并对每轮冻融循环后的岩样进行核磁共振(NMR)测量,得到同一块岩样不同冻融循环次数后的孔隙度、横向弛豫时间T2分布及核磁共振图像(NMRI)。结果表明:花岗岩的T2分布主要为3个峰,随着冻融循环次数的增多,岩石的孔隙度、核磁共振T2谱分布和T2谱面积均会增大,但每个岩样的增大幅度均不同,反映出冻融循环作用下岩石中孔隙的发育和扩展特性;核磁共振图像显示同一块岩样在不同冻融循环次数后的内部微观结构分布,动态地显示岩石的冻融损伤过程。冻融循环条件下岩石核磁共振特征为岩石冻融损伤机制研究提供可靠的试验数据。 

[17]刘松明,陈有亮,杜曦,黄骥,聂大祥.酸侵蚀区白砂岩冻融损伤的影响因素研究[J].水资源与水工程学报,2014,05:127-131.

关键词:白砂岩,冻融循环,酸侵蚀,单轴压缩试验,峰值应力

机构:上海理工大学环境与建筑学院;

摘要:通过循环冻融试验,探究酸侵蚀地区白砂岩冻融损伤的影响因素。研究对三组白砂岩分别作不浸泡、水浸泡、酸浸泡的处理后进行不同次数的冻融循环,再进行单轴压缩试验。并从纵波波速、峰值应力、应力-应变曲线、相对杨氏模量、损伤变量等方面分析不同处理方式的影响。研究表明:水的浸泡是白砂岩冻融损伤的主要原因,酸侵蚀能在一定程度上加快白砂岩的冻融损伤,但本实验中影响不大。研究成果对寒区及酸侵蚀区的建设及工程具有一定的参考价值。 

[18]肖东辉,冯文杰,张泽.冻融循环作用下黄土孔隙率变化规律[J].冰川冻土,2014,04:907-912.

关键词:冻融循环,颗粒分析,黄土,孔隙率

机构:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室;中国科学院大学;

摘要:冻融循环作用通过破坏黄土颗粒的大小和土体的骨架及组构影响黄土的孔隙率.通过颗粒分析实验发现冻融循环后土体颗粒有变小趋势,且集中分布在0.01~0.05 mm,在冻融10次后颗粒大小趋于稳定.对经历冻融循环后的黄土进行压汞实验,发现随着冻融次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多;小孔径先增多,后减少,最后向5~10μm范围内集中.土的孔隙率也随冻融次数的增加而发生变化.原状黄土的孔隙率在冻融5次时达到最小值,在冻融10次时达到最大值,冻融10次之后原状黄土的孔隙率在40%上下波动,达到稳定状态.重塑黄土在冻融3次时孔隙率减少了6%并达到最小值,在冻融5次时孔隙率增加3%并达到最大值,最后在40%上下波动,达到稳定状态.渗透系数的变化曲线与通过压汞实验获得的孔隙率变化曲线相似,印证了随着冻融次数的增加黄土的孔隙率呈先减小,后增大,然后趋于稳定的变化规律. 

[19]倪万魁,师华强.冻融循环作用对黄土微结构和强度的影响[J].冰川冻土,2014,04:922-927.

关键词:黄土,冻融循环,微观结构,孔隙比,抗剪强度

机构:长安大学地质工程与测绘学院;

摘要:通过对洛川黄土在反复冻融作用下的电镜扫描观测、单轴压缩试验和三轴剪切试验,研究了冻融循环作用对黄土微结构和强度的影响.结果表明:随着冻融循环次数的增加,黄土的原始胶结结构逐渐被破坏,颗粒重新排列,土的结构越来越疏松,同级压力下土体的孔隙比不断增大;冻融循环50次后土样的原始胶结已完全破坏,当压力超过自重应力时会产生很大的附加变形.反复冻融作用使黄土颗粒之间原始固有胶结逐渐减弱,造成黏聚力不断降低.同时,较大的团粒破碎,颗粒均一化,颗粒与颗粒之间的接触点增多,表现为内摩擦角不断增大.多次冻融循环后,原状黄土的抗剪强度与重塑黄土的强度接近. 

[20]丑亚玲,刘丽萍,毛建勋,朱彦鹏,王浩,刘治国.冻融作用对人工结构性黄土抗剪性能的影响[J].兰州理工大学学报,2014,04:115-119.

关键词:人工制备结构性土,直剪试验,冻融作用,结构强度

机构:兰州理工大学甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室;兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心;核工业280研究所;西和县财政局农业综合开发办公室;

摘要:对重塑黄土及人工结构性黄土进行冻融前后的直接剪切试验,分析冻融作用对不同含水量、不同水泥含量土样的抗剪强度及相关指标的影响.结果表明:经过冻融作用后土样粘聚力变大而内摩擦角无明显变化;含水量和水泥含量对冻融前后土样的抗剪强度均有影响.含水量不变时,随水泥含量的增大,冻融前后土样的内摩擦角均变化不大而粘聚力变大.水泥含量不变时,随含水量的增大,冻融前后土样的粘聚力先增大后减小,内摩擦角变化不大;同一条件下,冻融后的土体结构强度高于冻融前的,冻融前后土体结构强度均随水泥含量的增加而提高;相同的击实功下,不同含水量土体的初始干密度有一定差异,导致试验结果呈现出较复杂的特点. 

[21]周泓,张豫川,张泽,冯文杰,周波,武俊杰.冻融作用下冻结黄土黏聚力长期强度变化规律[J].岩土力学,2014,08:2241-2246+2254.

关键词:冻融循环,黏聚力,相对瞬时强度,长期强度

机构:兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室;中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室;兰州大学土木工程与力学学院;中国建筑材料工业地质勘查中心陕西总队;

摘要:以陕西富平重塑黄土为研究对象,使土样在封闭系统下经历不同次数的冻融循环作用,分析不同次数的冻融循环作用下土体黏聚力的变化规律。试验利用球形模板压入试验测定冻结黄土的相对瞬时强度和长期强度,结果表明,第4次冻融循环后冻结黄土的相对瞬时强度最大,之后在第6次大幅度降低,第8次又大幅度增加,但小于第4次,第10次之后逐渐趋于稳定。冻结黄土的长期强度在冻融循环第8次时最大,第6次和10次强度相近,处于中间水平,第4、50、100次时强度最低。相对瞬时强度的变化和其孔隙比、密度的变化整体上是相互对应的,这种变化规律与冻融过程中的水分迁移有着密切的关系。长期强度与物理性质的关系并不明显,它是土样内部结构、矿物成分以及物理性质的综合反映。

[22]方丽莉,齐吉琳,马巍.冻融作用对土结构性的影响及其导致的强度变化[J].冰川冻土,2012,02:435-440.

关键词:CT扫描,电阻率,冻融循环,强度参数

机构:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室;中国科学院研究生院;

摘要:冻融作用通过改变土的结构性从而改变土的力学性质.以青藏粉质黏土为研究对象,对一定干密度的饱和重塑试样分别进行封闭和开放状态下的冻融试验.通过土样电阻率的改变来反映冻融作用对土中孔隙的影响;对冻融前后的试样分别进行CT扫描,定量分析土样的损伤程度,来反映土颗粒联结的改变.对冻融前后的土样进行不固结、不排水三轴剪切试验,得到其强度参数,并将冻融作用引起的结构变化与强度参数的变化建立联系.研究表明:对试验中采用的土样,经过冻融作用后电阻率增大,反映到强度参数上,冻融作用导致土的内摩擦角增大;CT扫描定量分析发现,经过冻融之后,密度增大,CT损伤量为负值,反映到强度参数上,冻融后黏聚力增加.因此,强度参数的变化与土颗粒的胶结和重排列,粒径重分配以及孔隙大小比例的变化有关.

[23]穆彦虎,马巍,李国玉,毛云程.冻融作用对压实黄土结构影响的微观定量研究[J].岩土工程学报,2011,12:1919-1925.

关键词:压实黄土,冻融循环,电镜,宏观和微观特性

机构:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室;甘肃省交通科学研究所有限公司;

摘要:通过补水条件下的冻融循环试验,对经历不同冻融次数的压实黄土土样进行电镜扫描图像的定量分析,同时进行土样宏观物理性质的测试,探讨微观结构与宏观性质之间的关系,揭示冻融循环对压实黄土结构影响的过程与机理。研究结果表明,随着冻融循环次数的增加,土样内部冰晶的生长及冷生结构的形成导致土样中孔隙体积增加,土颗粒受到挤压并形成新的土骨架结构。大中孔隙个数及其所占孔隙总面积百分比显著增加,由2次冻融循环后的78%增加至31次冻融循环后的90%。同时,土样中出现一些由大中孔隙组成的、对黄土湿陷性起控制作用的架空孔隙。宏观物理性质测试表明,随着冻融循环次数的增加,土样含水率显著增加并出现重分布,而干密度则先减小而后基本保持不变。31次冻融循环后,土样上下层含水率相比于初始值增加分别超过140%,50%,而干密度则由初始的1.86 g/cm3减小为1.55 g/cm3,减幅为17%。微观结构和宏观性质的改变均表明了冻融作用对于压实黄土结构的弱化作用。 

[24]张志权,胡志平,赵洁.冻融作用下二灰黄土强度特性[J].交通运输工程学报,2011,06:24-30.

关键词:路基工程,二灰黄土,强度增长,饱水强度,冻融强度,稳定性

机构:长安大学建筑工程学院;陕西省高速公路建设集团公司;

摘要:进行了二灰黄土饱水强度试验、不同龄期二灰黄土在6次冻融循环作用下的强度试验和不同龄期二灰黄土在1次冻融循环后的强度增长试验,分析了二灰黄土的强度特性。分析结果表明:二灰黄土强度随龄期增长而缓慢增大,长龄期二灰黄土饱水强度仅降低2.4%;低龄期二灰黄土经过1～6次冻融循环后,强度平均降低19.0%,长龄期二灰黄土强度基本不变,只降低了2.4%;低龄期二灰黄土经历6次冻融循环后,饱水强度平均降低47.9%,4次冻融循环平均降低41.9%,长龄期二灰黄土经历6次冻融循环后,饱水强度平均降低14.6%,4次冻融循环平均降低7.5%;3、7、14、28d龄期的二灰黄土经历1次冻融循环再养护至90d,长龄期强度只下降了4.0%;长龄期二灰黄土已经初步完成60%的强度增长,具良好的水稳定性和较好的冻融稳定性,可以在冻土地区作为路基的底基层。