人工冻结法广泛应用于不稳定土层中井筒的建造,准确预测冻土强度是确保冻结法在深地工程建设中安全性与可行性的前提条件与关键保障。随着应力增大,冻土强度具有先增大后减小再增大的规律。为了描述冻土的这一特殊规律,首先,通过围压冻土三轴试验,基于临界状态土力学,得到不同温度下冻土强度准则;然后,分析高应力下冻土压融的原因,引入一个具有明确物理意义的压融系数,建立低温吸力s与应力p之间的关系,得到不同应力下土体冻结特征曲线,最后,建立能考虑高低应力作用下冻土强度准则。研究结果表明:所建立的模型能够合理地描述冻土的强度变化规律;相较于既有的冻土强度准则,本模型物理意义明确,参数简单可测,具有一定的应用价值。
人工冻结法广泛应用于不稳定土层中井筒的建造,准确预测冻土强度是确保冻结法在深地工程建设中安全性与可行性的前提条件与关键保障。随着应力增大,冻土强度具有先增大后减小再增大的规律。为了描述冻土的这一特殊规律,首先,通过围压冻土三轴试验,基于临界状态土力学,得到不同温度下冻土强度准则;然后,分析高应力下冻土压融的原因,引入一个具有明确物理意义的压融系数,建立低温吸力s与应力p之间的关系,得到不同应力下土体冻结特征曲线,最后,建立能考虑高低应力作用下冻土强度准则。研究结果表明:所建立的模型能够合理地描述冻土的强度变化规律;相较于既有的冻土强度准则,本模型物理意义明确,参数简单可测,具有一定的应用价值。
人工冻结法广泛应用于不稳定土层中井筒的建造,准确预测冻土强度是确保冻结法在深地工程建设中安全性与可行性的前提条件与关键保障。随着应力增大,冻土强度具有先增大后减小再增大的规律。为了描述冻土的这一特殊规律,首先,通过围压冻土三轴试验,基于临界状态土力学,得到不同温度下冻土强度准则;然后,分析高应力下冻土压融的原因,引入一个具有明确物理意义的压融系数,建立低温吸力s与应力p之间的关系,得到不同应力下土体冻结特征曲线,最后,建立能考虑高低应力作用下冻土强度准则。研究结果表明:所建立的模型能够合理地描述冻土的强度变化规律;相较于既有的冻土强度准则,本模型物理意义明确,参数简单可测,具有一定的应用价值。
为验证冻结砂砾土压缩过程中是否存在压融效应,对不同含水(冰)状态与不同冻结温度的砂砾土进行无侧限压缩试验和电阻测试,通过核磁共振测定饱和砂砾土的未冻水含量。结果表明:(1)砂砾土压缩过程电阻均先快速降低后趋缓,仅有干燥样品在应力峰值点后出现电阻增大的现象;(2)电阻快速降低阶段干燥样品的电阻降低率小于饱和冻结样品,-4℃饱和样品该值为26.8%,其值为相同温度下干燥样品的4倍;(3)随温度降低,电阻快速降低阶段的降低率先增加后减小;(4)随温度降低,自由水与毛细水的相对含量快速减小,吸附水的相对含量先小幅增加后缓慢降低。分析认为:冻结砂砾土压缩过程中存在压融效应,这导致样品在受荷过程中高应力区未冻水含量增大,而融水会沿未冻水膜向低应力区的孔隙迁移、复冰进而改变孔隙结构;冻结温度在-2~-4℃区间附近,压融效应更容易发生。
为验证冻结砂砾土压缩过程中是否存在压融效应,对不同含水(冰)状态与不同冻结温度的砂砾土进行无侧限压缩试验和电阻测试,通过核磁共振测定饱和砂砾土的未冻水含量。结果表明:(1)砂砾土压缩过程电阻均先快速降低后趋缓,仅有干燥样品在应力峰值点后出现电阻增大的现象;(2)电阻快速降低阶段干燥样品的电阻降低率小于饱和冻结样品,-4℃饱和样品该值为26.8%,其值为相同温度下干燥样品的4倍;(3)随温度降低,电阻快速降低阶段的降低率先增加后减小;(4)随温度降低,自由水与毛细水的相对含量快速减小,吸附水的相对含量先小幅增加后缓慢降低。分析认为:冻结砂砾土压缩过程中存在压融效应,这导致样品在受荷过程中高应力区未冻水含量增大,而融水会沿未冻水膜向低应力区的孔隙迁移、复冰进而改变孔隙结构;冻结温度在-2~-4℃区间附近,压融效应更容易发生。