复合土工膜在寒区渠道防渗抗冻工程设计中具有重要价值和作用，显示出良好的工程恒应用前景，而土工膜和冻土之间的抗剪强度直接影响渠坡的安全性和稳定性。此次研究利用室内试验的方式，探讨了低温冻结条件下渠道基土与复合土工膜界面抗剪强度的影响因素和规律，可以为相关理论研究和工程设计提供支持和借鉴。
复合土工膜在寒区渠道防渗抗冻工程设计中具有重要价值和作用，显示出良好的工程恒应用前景，而土工膜和冻土之间的抗剪强度直接影响渠坡的安全性和稳定性。此次研究利用室内试验的方式，探讨了低温冻结条件下渠道基土与复合土工膜界面抗剪强度的影响因素和规律，可以为相关理论研究和工程设计提供支持和借鉴。
为了研究季节性冻土区不同边界条件下低液限黏土冻融作用后抗剪强度指标变化规律，对不同干密度、不同含水率的低液限黏土进行了不同冻结冷端温度、不同冻融循环次数的冻融试验和冻融后的等应变直剪试验。试验结果表明：低液限黏土经冻融作用后黏聚力降低，内摩擦角增大，5～7次冻融循环后，抗剪强度指标基本不变；冻结冷端温度越低，冻融作用对黏聚力和内摩擦角的影响越小，无论是冻融土体还是非冻融土体，随着干密度的增加，黏聚力和内摩擦角均增大，随着含水率的增大，黏聚力和内摩擦角均减少。建立的BP神经网络模型能准确预测土体冻融后的抗剪强度指标，为季节冻土区边坡设计抗剪强度取值提供合理的数据支撑。
为了研究季节性冻土区不同边界条件下低液限黏土冻融作用后抗剪强度指标变化规律，对不同干密度、不同含水率的低液限黏土进行了不同冻结冷端温度、不同冻融循环次数的冻融试验和冻融后的等应变直剪试验。试验结果表明：低液限黏土经冻融作用后黏聚力降低，内摩擦角增大，5～7次冻融循环后，抗剪强度指标基本不变；冻结冷端温度越低，冻融作用对黏聚力和内摩擦角的影响越小，无论是冻融土体还是非冻融土体，随着干密度的增加，黏聚力和内摩擦角均增大，随着含水率的增大，黏聚力和内摩擦角均减少。建立的BP神经网络模型能准确预测土体冻融后的抗剪强度指标，为季节冻土区边坡设计抗剪强度取值提供合理的数据支撑。
研究冻土动强度对寒区工程和人工冻结工程施工及安全性评价具有重要意义。为了揭示主应力轴旋转对冻结黏土动强度特性的影响，利用空心扭剪仪开展不同围压下冻结黏土动三轴和空心扭剪试验，探讨了主应力轴旋转对冻结黏土动强度、动黏聚力和动内摩擦角变化规律的影响。结果表明：主应力轴旋转导致冻结黏土试样的动强度降低，围压越低主应力轴旋转对动强度影响效果就越明显；随着震动次数的增多，主应力轴旋转条件下冻结黏土动黏聚力衰减速度相对于主应力方向固定时加快；不同于主应力轴方向固定条件下动内摩擦角随震动次数增多而衰减的特点，在主应力轴旋转条件下动内摩擦角随震动次数增多而增大。另外，研究显示主应力轴旋转条件下动强度、动黏聚力和动内摩擦角均与震动次数的对数呈良好的线性关系，用线性方程对其进行了拟合，并给出拟合系数和确定系数。
研究冻土动强度对寒区工程和人工冻结工程施工及安全性评价具有重要意义。为了揭示主应力轴旋转对冻结黏土动强度特性的影响，利用空心扭剪仪开展不同围压下冻结黏土动三轴和空心扭剪试验，探讨了主应力轴旋转对冻结黏土动强度、动黏聚力和动内摩擦角变化规律的影响。结果表明：主应力轴旋转导致冻结黏土试样的动强度降低，围压越低主应力轴旋转对动强度影响效果就越明显；随着震动次数的增多，主应力轴旋转条件下冻结黏土动黏聚力衰减速度相对于主应力方向固定时加快；不同于主应力轴方向固定条件下动内摩擦角随震动次数增多而衰减的特点，在主应力轴旋转条件下动内摩擦角随震动次数增多而增大。另外，研究显示主应力轴旋转条件下动强度、动黏聚力和动内摩擦角均与震动次数的对数呈良好的线性关系，用线性方程对其进行了拟合，并给出拟合系数和确定系数。
为研究土体物理力学性质随温度变化规律，通过改进的大型温控直剪设备——FAST-1型，在准确控制温度变化且施加较大法向压力条件下，对西藏高原冻土区采集的土体重新制备并在不同温度下(15℃、5℃、-5℃、-15℃)进行直剪试验。剪切过程中测量土体的温度、抗剪强度、剪胀量、黏聚力和内摩擦角。试验结果表明：温度的改变可以使粉质黏土的力学性质产生较大的改变，负温条件下土体抗剪强度随着温度的降低而增加，正温条件下土体抗剪强度基本保持不变；负温条件下黏聚力在-15℃最高可达1.8 MPa,约为正温条件下土体黏聚力的900倍。内摩擦角呈现出两端温度变化大，中间温度变化小的趋势。由于温度对黏聚力和内摩擦角的影响，在负温条件下，剪切过程中剪切面比较粗糙造成土体的剪胀明显较大，最大可达2.5 mm,约是正温条件下的5倍。
为研究土体物理力学性质随温度变化规律，通过改进的大型温控直剪设备——FAST-1型，在准确控制温度变化且施加较大法向压力条件下，对西藏高原冻土区采集的土体重新制备并在不同温度下(15℃、5℃、-5℃、-15℃)进行直剪试验。剪切过程中测量土体的温度、抗剪强度、剪胀量、黏聚力和内摩擦角。试验结果表明：温度的改变可以使粉质黏土的力学性质产生较大的改变，负温条件下土体抗剪强度随着温度的降低而增加，正温条件下土体抗剪强度基本保持不变；负温条件下黏聚力在-15℃最高可达1.8 MPa,约为正温条件下土体黏聚力的900倍。内摩擦角呈现出两端温度变化大，中间温度变化小的趋势。由于温度对黏聚力和内摩擦角的影响，在负温条件下，剪切过程中剪切面比较粗糙造成土体的剪胀明显较大，最大可达2.5 mm,约是正温条件下的5倍。
对西藏某拟建公路地基的砾砂冻土开展了4种融冻环境状态下的大型直剪试验,分析了水平位移、竖直位移、体积的变化规律,获取了临界状态和峰值状态下的内摩擦角,探讨了抗剪强度与融冻循环的关系。研究结果表明:随着法向应力的升高,冻土试样的剪切变形行为逐渐由应变软化向应变硬化转换;总体上该砾砂土的温度越高,抗剪强度越低;对于临界状态内摩擦角,状态排序为:C1>C2>C3>C4,而对于峰值状态内摩擦角,状态排序为:C1>C3>C2>C4;在冬季对地基进行压实施工后,应及时保温以减小气候变化对地基温度的影响,并尽量避免在夏季高温时进行地基上部路堤填筑。
为了弄清冻土季节性冻融循环过程对输电线路塔基极限承载力的影响,文章以黑龙江省典型季节性冻土为例,研究了土体含水量和冻融循环引起土壤的变化情况,采用极限平衡法计算分析了输电线路塔基的极限抗拔承载力。结果显示:(1)土壤黏聚力和内摩擦角整体随土壤含水量的呈线性下降趋势,但是内摩擦角下降率略低于黏聚力;(2)随着冻融循环次数的增加,土壤黏聚力和内摩擦角呈反饱和下降态势;(3)杆塔基础的极限承载力随着冻融循环次数、含水量的增加而直接下降。研究成果为冻土区域输电线路设计与运行提供技术支撑。