采用MTS-810液压伺服材料试验机,对人工配制的冻黏土试件进行了三轴蠕变试验,获得了冻黏土在复杂应力状态下的蠕变曲线.结果表明:冻土的蠕变变形具有较强的温度敏感性,温度越高,这种温度敏感性越强;相同温度下,荷载越大,变形越大.运用相关理论,推导了冻黏土在复杂应力状态下的三轴蠕变非线性数学模型,采用MATLAB软件的数据拟合功能得到了模型方程参数的数值,模型参数与温度之间存在密切关系,建立了二者之间的数学表达式.冻土三轴蠕变非线性数学模型的曲线与试验曲线拟合精度较高,建立的数学模型可以精确体现冻土的蠕变规律,能够为实际冻土工程的变形发展预测提供有效的理论指导.
主要是对冻土的三轴蠕变特性进行分析研究,从而进一步确定具有明显流变特性的平面冻土墙的厚度。通过对冻土的流变特性进行理论分析,建立了冻黏土在复杂应力状态下的对数型蠕变方程。采用"低温箱-三轴压力室"轻型试验设备系统对人工配制的冻黏土试件进行了三轴蠕变试验,获得了冻黏土在复杂应力状态下的蠕变曲线。根据试验结果,对冻黏土的对数型非线性蠕变方程进行回归分析,得到了冻黏土对数型蠕变方程参数的数值。根据冻土流变理论和所建立的蠕变方程,以及平面冻土墙的厚度计算公式,利用Visualc++6.0和Matlab 6.0技术开发了冻土墙厚度计算的计算机应用软件。分析研究了平面冻土墙厚度与跨度、基坑暴露时间、基坑开挖深度的关系。平面冻土墙厚度随时间的延长在短期内具有急速增长的趋势,而后随时间的延长逐渐趋于稳定;平面冻土墙厚度受其跨度的影响较小,但随基坑开挖深度的加深具有逐步增长的趋势;温度对平面冻土墙厚度的影响显著,温度越高,厚度越大,所以,控制温度是平面冻土墙设计中的关键。从而为蠕变变形较大的平面冻土墙的厚度确定提供了依据。