对含水率为13%27%的粉质粘土,在0-25℃之间进行冻结,测定冻土的单轴抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、波速等。试验结果表明,当粉质粘土含水率在18%25%,冻土温度为0-18℃的条件下,温度一定时,随着含水率的增大,抗压、抗拉和抗剪强度总体呈降低趋势,可钻性级别呈降低趋势;含水率一定时,冻土的抗压、抗拉和抗剪强度随着温度的降低而增大,可钻性级别提高。冬季勘察时,受冻土影响,可通过在钻孔内加热水提高钻速的方法提高成孔效率。
冻土可钻性分级指标及分级研究是目前冻土学术界及冻土工程领域研究的重点课题,冻土波速和强度指标下的冻土可钻性分级研究是该课题研究的重要和关键内容。课题组通过对7 a的试验研究数据进行分析,结果表明,对于以冻土波速、压入硬度、抗压强度、抗拉强度为指标分级时,有如下规律:含水率在13%～25%且一定时,-20℃是可钻性的拐点温度;温度在-1～24℃且一定时,含水率在13%～19%区间,冻土可钻性随含水率的增大而降低。温度在-1℃～24℃且一定时,含水率在20%～25%区间,冻土可钻性随含水率的增大而增强。冻土可钻性一般可分为4级,可钻性一级的冻土表现为较强的塑性;可钻性二级的冻土为塑性向脆性过渡阶段的冻土,冻土温度在-20℃以上时,冻土的塑性较强、脆性较弱,冻土温度为-20℃以下的冻土脆性明显增强;可钻性为三级～四级的冻土表现为较强的脆性。
文中研究了冻土可钻性的主要影响因素:温度、波速、冲击韧性和凿碎比功,并以冻土为试样土质,进行了-3℃、-5℃、-7℃、-10℃、-12℃、-15℃和-17℃等7个温度等级进行冻土可钻性试验,试验结果对冻土的实际施工具有参考价值。
采用冲击载荷下的弹性波理论对冻土可钻性进行了理论分析 ,并分析了影响冻土可钻性的主要因素 ,即温度、波速、冲击韧性和凿碎比功 ,进行了冻结粘土在 7个不同温度下的可钻性试验 ,结果表明利用凿碎比功来确定冻土的可钻性 ,数据稳定 ,和钻眼相关性好 ,能较好的反映冻土可钻性。试验得出的结论对现场施工具有一定的参考价值