季冻区膨胀土可能产生多种工程病害隐患,以吉林省延边地区膨胀土为研究对象,在封闭系统条件下对膨胀土进行不同因素(含水率、冻结温度及压实度)的冻胀试验,研究膨胀土的冻胀特性及起始冻胀含水率的影响因素,并对试验结果进行分析。试验表明:不同含水率试样冻胀量随时间呈现“冻缩型”“先冻胀后冻缩型”“先冻缩后冻胀型”这3种冻结类型。低含水率试样冻胀量为负值,高含水率试样冻胀量为正值,冻结温度越低冻胀量越大、冻缩量越小;试样冻胀和冻缩变形量随压实度增大逐渐减小。起始冻胀含水率随冻结温度的降低和压实度的增大而呈线性减小,并提出了不同冻结温度和压实度条件下膨胀土起始冻胀含水率的经验公式。
季冻区膨胀土可能产生多种工程病害隐患,以吉林省延边地区膨胀土为研究对象,在封闭系统条件下对膨胀土进行不同因素(含水率、冻结温度及压实度)的冻胀试验,研究膨胀土的冻胀特性及起始冻胀含水率的影响因素,并对试验结果进行分析。试验表明:不同含水率试样冻胀量随时间呈现“冻缩型”“先冻胀后冻缩型”“先冻缩后冻胀型”这3种冻结类型。低含水率试样冻胀量为负值,高含水率试样冻胀量为正值,冻结温度越低冻胀量越大、冻缩量越小;试样冻胀和冻缩变形量随压实度增大逐渐减小。起始冻胀含水率随冻结温度的降低和压实度的增大而呈线性减小,并提出了不同冻结温度和压实度条件下膨胀土起始冻胀含水率的经验公式。
为研究冻融循环现象对黄土结构的扰动影响,模拟了地基垫层经人工处理后受冻融循环作用的影响,选用新疆天山北坡土样,采用室内试验方法将黄土重塑,对重塑后的土样进行了冻融循环位移试验与冻融循环后的三轴试验。结果表明,土样经历冻融循环后仍存在结构性,依然具有湿陷的趋势;且受含水率影响,存在冻胀与冻缩两种状态,从而造成了结构性的增减。高寒冻土地区的地基即使采用重塑土依然有残余结构,在一定程度上增加土体含水率有助于降低地基结构性。希望对高寒地区地基施工提供一定的参考。
为研究冻融循环现象对黄土结构的扰动影响,模拟了地基垫层经人工处理后受冻融循环作用的影响,选用新疆天山北坡土样,采用室内试验方法将黄土重塑,对重塑后的土样进行了冻融循环位移试验与冻融循环后的三轴试验。结果表明,土样经历冻融循环后仍存在结构性,依然具有湿陷的趋势;且受含水率影响,存在冻胀与冻缩两种状态,从而造成了结构性的增减。高寒冻土地区的地基即使采用重塑土依然有残余结构,在一定程度上增加土体含水率有助于降低地基结构性。希望对高寒地区地基施工提供一定的参考。
由于大型渠道断面大、渠坡长,渠基冻土沿坡长方向的切向冻胀及衬砌板的冻缩变形不可忽略,该文把大型渠道衬砌板的冻胀破坏视为两者共同作用的结果,结合冻土的Winkler弹性地基假设,并考虑冻土冻胀变形的双向冻胀差异,提出一种开放系统梯形渠道衬砌板法向和切向冻胀力的计算方法及内力计算公式。基于弹性地基理论推导了衬砌板的冻缩应力表达式,并由迭加原理提出大型混凝土梯形渠道衬砌板的抗裂验算方法。以甘肃靖会灌区某梯形渠道为原型,分析了衬砌板各截面内力和冻缩应力的分布规律,进而确定了各截面最大拉应力的分布规律及危险截面位置。对综合考虑冻土双向冻胀和衬砌板冻缩及仅考虑法向冻胀的2种情形进行对比分析表明,基于前者的衬砌板最大拉应力为2.134 MPa,而基于后者计算的相应值仅为1.494 MPa,与前者相比偏小、偏不安全。因此,在大型渠道的抗冻胀设计中建议综合考虑冻土双向冻胀和衬砌板冻缩变形的影响。
冻土是一种对温度极其敏感且性质不稳定的特殊类型土。在季节性冻土地区,气温的波动变化将对土体冻胀性造成很大程度的影响。本文选取季节性冻土地区极具冻胀敏感性的粉质黏土进行冻胀特性试验,研究冻缩现象的产生及出现冻缩现象时的土体冻胀特性。经试验研究发现,当土体含水率较低时,水结晶成冰的体积不足以完全填补土体内的孔隙,因此造成土体体积缩小的现象。同时,冻缩现象的出现使土体温度场发生突变、土内水分出现结晶,在土体内部水分迁移的情况下含水率也相应发生变化,土体冻胀量出现负值、冻胀表现也相对较弱。