为探讨多年冻土原状样承受竖向外荷载时的强度和变形特性,对不同深度的原状冻土样进行单轴试验和固结试验,并分析了冻土抗压强度、弹性模量、破坏形态、融沉特性.试验表明:在单轴试验中,浅层土的应力-应变曲线为不规则的非线性曲线,深土层的应力-应变曲线为抛物线形式曲线,随着含冰量的增加以及含砂量的减少,荷载由土颗粒骨架发展为冰晶体承担,抗压强度和弹性模量随深度的增加先减小后增大.冻土的破坏分为三种:延性破坏时外部无明显裂痕,仅产生挤压变形;弱面剪切破坏引起侧向裂缝以及侧向挤压变形;轴向分裂破坏的裂痕从中间至轴向展开.在固结试验中,主固结一般发生在前100 min,深层土的固结应变及融沉系数比浅土层大,且深土层融沉系数受荷载影响较大.
为探讨多年冻土原状样承受竖向外荷载时的强度和变形特性,对不同深度的原状冻土样进行单轴试验和固结试验,并分析了冻土抗压强度、弹性模量、破坏形态、融沉特性.试验表明:在单轴试验中,浅层土的应力-应变曲线为不规则的非线性曲线,深土层的应力-应变曲线为抛物线形式曲线,随着含冰量的增加以及含砂量的减少,荷载由土颗粒骨架发展为冰晶体承担,抗压强度和弹性模量随深度的增加先减小后增大.冻土的破坏分为三种:延性破坏时外部无明显裂痕,仅产生挤压变形;弱面剪切破坏引起侧向裂缝以及侧向挤压变形;轴向分裂破坏的裂痕从中间至轴向展开.在固结试验中,主固结一般发生在前100 min,深层土的固结应变及融沉系数比浅土层大,且深土层融沉系数受荷载影响较大.
为探讨多年冻土原状样承受竖向外荷载时的强度和变形特性,对不同深度的原状冻土样进行单轴试验和固结试验,并分析了冻土抗压强度、弹性模量、破坏形态、融沉特性.试验表明:在单轴试验中,浅层土的应力-应变曲线为不规则的非线性曲线,深土层的应力-应变曲线为抛物线形式曲线,随着含冰量的增加以及含砂量的减少,荷载由土颗粒骨架发展为冰晶体承担,抗压强度和弹性模量随深度的增加先减小后增大.冻土的破坏分为三种:延性破坏时外部无明显裂痕,仅产生挤压变形;弱面剪切破坏引起侧向裂缝以及侧向挤压变形;轴向分裂破坏的裂痕从中间至轴向展开.在固结试验中,主固结一般发生在前100 min,深层土的固结应变及融沉系数比浅土层大,且深土层融沉系数受荷载影响较大.
为探讨多年冻土原状样承受竖向外荷载时的强度和变形特性,对不同深度的原状冻土样进行单轴试验和固结试验,并分析了冻土抗压强度、弹性模量、破坏形态、融沉特性.试验表明:在单轴试验中,浅层土的应力-应变曲线为不规则的非线性曲线,深土层的应力-应变曲线为抛物线形式曲线,随着含冰量的增加以及含砂量的减少,荷载由土颗粒骨架发展为冰晶体承担,抗压强度和弹性模量随深度的增加先减小后增大.冻土的破坏分为三种:延性破坏时外部无明显裂痕,仅产生挤压变形;弱面剪切破坏引起侧向裂缝以及侧向挤压变形;轴向分裂破坏的裂痕从中间至轴向展开.在固结试验中,主固结一般发生在前100 min,深层土的固结应变及融沉系数比浅土层大,且深土层融沉系数受荷载影响较大.
为探讨多年冻土原状样承受竖向外荷载时的强度和变形特性,对不同深度的原状冻土样进行单轴试验和固结试验,并分析了冻土抗压强度、弹性模量、破坏形态、融沉特性.试验表明:在单轴试验中,浅层土的应力-应变曲线为不规则的非线性曲线,深土层的应力-应变曲线为抛物线形式曲线,随着含冰量的增加以及含砂量的减少,荷载由土颗粒骨架发展为冰晶体承担,抗压强度和弹性模量随深度的增加先减小后增大.冻土的破坏分为三种:延性破坏时外部无明显裂痕,仅产生挤压变形;弱面剪切破坏引起侧向裂缝以及侧向挤压变形;轴向分裂破坏的裂痕从中间至轴向展开.在固结试验中,主固结一般发生在前100 min,深层土的固结应变及融沉系数比浅土层大,且深土层融沉系数受荷载影响较大.
冻结和融化作用可以改变土体的融化压缩特性,取青藏铁路那曲物流中心站场路基填料土,对其进行无水源补给的冻融循环试验,研究粉砂土在不同冻融循环次数、含水率、压实度、冷冻温度下的融化压缩特性。试验结果表明:在多次冻融循环作用后,粉砂土的融化压缩系数会有不同幅度的增加,第1次冻融循环的粉砂土的压缩系数略有增大,但第3次冻融循环后融化压缩量增加较为明显,第6次冻融循环后融化压缩系数趋于稳定,第10次冻融循环后与第6次比较,融化压缩系数相差无几。粉砂土的融化压缩系数随荷载的增大而减小,整体呈非线性变化趋势。融化压缩系数随含水率的增大而增大,随压实度的增大而减小,冷冻温度对融化压缩系数的影响则比较小。
冻结和融化作用可以改变土体的融化压缩特性,取青藏铁路那曲物流中心站场路基填料土,对其进行无水源补给的冻融循环试验,研究粉砂土在不同冻融循环次数、含水率、压实度、冷冻温度下的融化压缩特性。试验结果表明:在多次冻融循环作用后,粉砂土的融化压缩系数会有不同幅度的增加,第1次冻融循环的粉砂土的压缩系数略有增大,但第3次冻融循环后融化压缩量增加较为明显,第6次冻融循环后融化压缩系数趋于稳定,第10次冻融循环后与第6次比较,融化压缩系数相差无几。粉砂土的融化压缩系数随荷载的增大而减小,整体呈非线性变化趋势。融化压缩系数随含水率的增大而增大,随压实度的增大而减小,冷冻温度对融化压缩系数的影响则比较小。
为了研究离子类土壤固化剂对青藏高原高温冻土工程性质的改良效果,分别选用酸性和碱性离子类土壤固化剂对冻结青藏粉质黏土进行了改良测试。塑性指数测试表明,两种固化剂的最优含量为0.20%。固化剂含量小于0.30%时,冻结温度相对原状土样没有明显的下降。对不同含量碱性和酸性固化土力学性质进行了测试,无侧限单轴抗压强度相对原状土样整体增大,碱性和酸性固化土抗压强度最大分别提高了78.7%和46.6%,最优配比(0.20%)的碱性和酸性固化土体积压缩系数随养护龄期增大而减小,两种固化土的体积压缩系数相对原状土样最大分别下降了44.4%和27.8%,固化效果明显。碱性固化土力学性质变化更显著,说明碱性固化剂更适合对青藏黏土进行改良。
总结了原状土的变形特性和物理性能的研究结果 (400个试验),描述了西伯利亚北部和俄罗斯的欧洲地区。在冻土物理性质和变形特征的相关性的基础上,提出了冻土融冻的计算公式。
采用恒温变载和恒载变温两种压缩试验方法研究了青藏高原高温高含冰量冻土(WIFS)的变形特性,得到了不同温度下的压缩指标。试验结果表明:(1)高温高含冰量冻土的压缩性具有很大的量级,压缩指数都在0.15以上。(2)恒温变载(CTSL)实验条件下,压缩系数都在0.2MPa-1以上。恒载变温(CLST)实验条件下,当温度为-1.5℃时,压缩系数为0.04MPa-1,而当温度升高到-0.3℃时,冻土压缩系数变为0.29MPa-1。(3)在分级加载试验中应变最大可达10%,在阶梯型升温条件下应变最大可达8%。通过探讨分析,认为青藏高原高温高含冰量冻土属于中高等压缩性土,青藏铁路在其以后的运营中必须加强必要的维护和密切的动态变形监测。