桩-土界面间冻结力及荷载作用下界面的剪切力学行为是决定冻土区桩基础承载性能和荷载传递的关键。由于冰的显著流变性及高含冰量冻土区上限附近厚层地下冰的广泛分布特征,桩基础中上位具有的冰冻结界面剪切蠕变特性对桩基础的承载性能有显著影响。为研究桩冰冻结界面剪切变形特征及其内在机制,开展了-3℃、-5℃下冰-钢管结构分级加卸载剪切蠕变试验。通过对变形曲线的分段独立解耦,分析了冻结界面的黏弹塑性剪切变形行为。结果表明,界面剪切变形可分解为瞬弹性(Sie)、瞬塑性(Sip)、黏塑性(Svp)以及黏弹性变形(Sve)。广义弹性剪切模量随分级荷载的增加逐渐变大,表明加卸载过程中结构未加速破坏前界面存在明显的强化效应。界面剪切蠕变特征随剪应力水平的增加由衰减向非衰减过渡。其中,黏弹性变形和低剪应力水平下黏塑性变形均表现为衰减性,且荷载越大,黏弹性变形越大。高应力水平下黏塑性表现为非衰减性,且变形速率随剪应力水平增加显著提升。整体而言,冻结界面塑性变形值占总累计变形的比例先减小,后增大,其中瞬塑性变形主要存在于应力水平较...

桩-土界面间冻结力及荷载作用下界面的剪切力学行为是决定冻土区桩基础承载性能和荷载传递的关键。由于冰的显著流变性及高含冰量冻土区上限附近厚层地下冰的广泛分布特征,桩基础中上位具有的冰冻结界面剪切蠕变特性对桩基础的承载性能有显著影响。为研究桩冰冻结界面剪切变形特征及其内在机制,开展了-3℃、-5℃下冰-钢管结构分级加卸载剪切蠕变试验。通过对变形曲线的分段独立解耦,分析了冻结界面的黏弹塑性剪切变形行为。结果表明,界面剪切变形可分解为瞬弹性(Sie)、瞬塑性(Sip)、黏塑性(Svp)以及黏弹性变形(Sve)。广义弹性剪切模量随分级荷载的增加逐渐变大,表明加卸载过程中结构未加速破坏前界面存在明显的强化效应。界面剪切蠕变特征随剪应力水平的增加由衰减向非衰减过渡。其中,黏弹性变形和低剪应力水平下黏塑性变形均表现为衰减性,且荷载越大,黏弹性变形越大。高应力水平下黏塑性表现为非衰减性,且变形速率随剪应力水平增加显著提升。整体而言,冻结界面塑性变形值占总累计变形的比例先减小,后增大,其中瞬塑性变形主要存在于应力水平较...

为研究应力水平对应力主轴旋转过程中冻结黏土变形特性的影响,采用冻土空心圆柱仪,对冻结黏土开展不同应力水平p值下的应力主轴单向旋转试验,试验温度为-10℃,试验结果表明:平均主应力p值对单向旋转中的轴向应变和剪应变均有较大影响,轴向应变的最大变幅达121.7%,p值的增加会使轴向拉应变减小;剪应变峰值滞后于剪应力峰值,表现出较强的黏塑性变形特性,加载过程中的剪应变越大,剪应变的滞后性越大。当p值较小时,p值的增加会使冻结黏土的强度增大,超过临界p值后,冻结黏土的强度随p值的增加开始减小,但中主应力的增加会使临界p值减小。只发生应力主轴的旋转,也会在冻结黏土中产生较明显的塑性剪应变,通过对p–塑性剪应变曲线的分析,发现塑性剪应变随p值的增加呈现出四阶段变化趋势:强化→弱化→弱强化→再弱化。

为研究应力水平对应力主轴旋转过程中冻结黏土变形特性的影响,采用冻土空心圆柱仪,对冻结黏土开展不同应力水平p值下的应力主轴单向旋转试验,试验温度为-10℃,试验结果表明:平均主应力p值对单向旋转中的轴向应变和剪应变均有较大影响,轴向应变的最大变幅达121.7%,p值的增加会使轴向拉应变减小;剪应变峰值滞后于剪应力峰值,表现出较强的黏塑性变形特性,加载过程中的剪应变越大,剪应变的滞后性越大。当p值较小时,p值的增加会使冻结黏土的强度增大,超过临界p值后,冻结黏土的强度随p值的增加开始减小,但中主应力的增加会使临界p值减小。只发生应力主轴的旋转,也会在冻结黏土中产生较明显的塑性剪应变,通过对p–塑性剪应变曲线的分析,发现塑性剪应变随p值的增加呈现出四阶段变化趋势:强化→弱化→弱强化→再弱化。