冻土变形破坏过程与其局部应变特征发展规律有着密切联系，研究应变局部化发展规律有助于揭示其变形破坏机理，为实际工程提供理论依据。本文结合冻土平面应变试验结果及离散单元法，研究土体细观参数对其局部应变特征的影响。根据不同温度和应变速率条件下平面应变试验数据结果，采用“试错法”确定接触黏结模型在不同条件下的细观参数，结果表明：应力-应变曲线的峰值应力及其对应的轴向应变值基本一致，但在应变软化阶段，数值模拟结果相较于试验结果发展较快，这主要是由于接触黏结模型中不考虑土颗粒间胶结冰对转动的抵抗作用所致；剪切带的宽度、倾角及残余强度的试验和模拟值基本一致，结合库伦解的基本形式建立的细观摩擦系数与内摩擦角的量化关系能够准确描述土体的剪切带倾角，这表明细观参数中的摩擦系数是影响土体最终破坏形态的主要因素。
冻土变形破坏过程与其局部应变特征发展规律有着密切联系，研究应变局部化发展规律有助于揭示其变形破坏机理，为实际工程提供理论依据。本文结合冻土平面应变试验结果及离散单元法，研究土体细观参数对其局部应变特征的影响。根据不同温度和应变速率条件下平面应变试验数据结果，采用“试错法”确定接触黏结模型在不同条件下的细观参数，结果表明：应力-应变曲线的峰值应力及其对应的轴向应变值基本一致，但在应变软化阶段，数值模拟结果相较于试验结果发展较快，这主要是由于接触黏结模型中不考虑土颗粒间胶结冰对转动的抵抗作用所致；剪切带的宽度、倾角及残余强度的试验和模拟值基本一致，结合库伦解的基本形式建立的细观摩擦系数与内摩擦角的量化关系能够准确描述土体的剪切带倾角，这表明细观参数中的摩擦系数是影响土体最终破坏形态的主要因素。
冻土变形破坏过程与其局部应变特征发展规律有着密切联系，研究应变局部化发展规律有助于揭示其变形破坏机理，为实际工程提供理论依据。本文结合冻土平面应变试验结果及离散单元法，研究土体细观参数对其局部应变特征的影响。根据不同温度和应变速率条件下平面应变试验数据结果，采用“试错法”确定接触黏结模型在不同条件下的细观参数，结果表明：应力-应变曲线的峰值应力及其对应的轴向应变值基本一致，但在应变软化阶段，数值模拟结果相较于试验结果发展较快，这主要是由于接触黏结模型中不考虑土颗粒间胶结冰对转动的抵抗作用所致；剪切带的宽度、倾角及残余强度的试验和模拟值基本一致，结合库伦解的基本形式建立的细观摩擦系数与内摩擦角的量化关系能够准确描述土体的剪切带倾角，这表明细观参数中的摩擦系数是影响土体最终破坏形态的主要因素。
冻土变形破坏过程与其局部应变特征发展规律有着密切联系，研究应变局部化发展规律有助于揭示其变形破坏机理，为实际工程提供理论依据。本文结合冻土平面应变试验结果及离散单元法，研究土体细观参数对其局部应变特征的影响。根据不同温度和应变速率条件下平面应变试验数据结果，采用“试错法”确定接触黏结模型在不同条件下的细观参数，结果表明：应力-应变曲线的峰值应力及其对应的轴向应变值基本一致，但在应变软化阶段，数值模拟结果相较于试验结果发展较快，这主要是由于接触黏结模型中不考虑土颗粒间胶结冰对转动的抵抗作用所致；剪切带的宽度、倾角及残余强度的试验和模拟值基本一致，结合库伦解的基本形式建立的细观摩擦系数与内摩擦角的量化关系能够准确描述土体的剪切带倾角，这表明细观参数中的摩擦系数是影响土体最终破坏形态的主要因素。
为探究人工地层冻结法实施过程中红黏土经历常温、冻结和冻融3种状态后的抗剪强度变化规律，采用低温MTS三轴试验系统，开展不同初始含水率、冻结温度和围压条件下重塑红黏土三轴剪切试验，探讨不同冻融状态下红黏土三轴剪切强度的特性，揭示不同条件下人工冻融全过程土体抗剪强度变化规律。结果表明：(1)冻结状态下红黏土应力-应变曲线均呈应变硬化型，常温、冻融后随围压增大，应力-应变曲线由应变软化型转为应变硬化型，较高围压(800 kPa)下表现为应变硬化；(2)冻结状态红黏土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角都随含水率增加呈先增加后减小趋势，在含水率为30%时达到峰值；土体经历常温→冻结→冻融过程，冻结状态下抗剪强度平均提升10.5倍，冻融后抗剪强度低于常温状态；(3)冻结温度越低，冻结状态下红黏土的抗剪强度越大，冻融后红黏土黏聚力、内摩擦角及抗剪强度随冻结温度降低而减小。研究成果可为红黏土地层人工冻结法施工提供理论及技术参考。
为探究人工地层冻结法实施过程中红黏土经历常温、冻结和冻融3种状态后的抗剪强度变化规律，采用低温MTS三轴试验系统，开展不同初始含水率、冻结温度和围压条件下重塑红黏土三轴剪切试验，探讨不同冻融状态下红黏土三轴剪切强度的特性，揭示不同条件下人工冻融全过程土体抗剪强度变化规律。结果表明：(1)冻结状态下红黏土应力-应变曲线均呈应变硬化型，常温、冻融后随围压增大，应力-应变曲线由应变软化型转为应变硬化型，较高围压(800 kPa)下表现为应变硬化；(2)冻结状态红黏土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角都随含水率增加呈先增加后减小趋势，在含水率为30%时达到峰值；土体经历常温→冻结→冻融过程，冻结状态下抗剪强度平均提升10.5倍，冻融后抗剪强度低于常温状态；(3)冻结温度越低，冻结状态下红黏土的抗剪强度越大，冻融后红黏土黏聚力、内摩擦角及抗剪强度随冻结温度降低而减小。研究成果可为红黏土地层人工冻结法施工提供理论及技术参考。
为探究人工地层冻结法实施过程中红黏土经历常温、冻结和冻融3种状态后的抗剪强度变化规律，采用低温MTS三轴试验系统，开展不同初始含水率、冻结温度和围压条件下重塑红黏土三轴剪切试验，探讨不同冻融状态下红黏土三轴剪切强度的特性，揭示不同条件下人工冻融全过程土体抗剪强度变化规律。结果表明：(1)冻结状态下红黏土应力-应变曲线均呈应变硬化型，常温、冻融后随围压增大，应力-应变曲线由应变软化型转为应变硬化型，较高围压(800 kPa)下表现为应变硬化；(2)冻结状态红黏土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角都随含水率增加呈先增加后减小趋势，在含水率为30%时达到峰值；土体经历常温→冻结→冻融过程，冻结状态下抗剪强度平均提升10.5倍，冻融后抗剪强度低于常温状态；(3)冻结温度越低，冻结状态下红黏土的抗剪强度越大，冻融后红黏土黏聚力、内摩擦角及抗剪强度随冻结温度降低而减小。研究成果可为红黏土地层人工冻结法施工提供理论及技术参考。
钙质黏土地层具有结冰温度低、冻结后膨胀性大、遇水易崩解、强度低等工程地质问题，一直是冻结法施工的重难点。建立形式较为简洁的剪切模型是设计钙质黏土冻结壁的关键。以淮南地区深部原状钙质黏土为研究对象，进行不同温度和围压下的三轴剪切试验，得到了温度、围压对应力-应变的影响规律，建立了剪切强度与冻结温度、围压间的关系。针对冻结钙质黏土三轴剪切应力应变性质介于理想弹性与理想塑性之间的特性，将分数阶微积分引入双曲线模型，建立了能同时考虑温度和围压影响的冻结钙质黏土分数阶双曲线模型。将应变进行分数阶变化，得到分数阶应变与应力间的线性关系，进而分别建立温度、围压影响下的方程组。通过求解线性方程组，得到分数阶双曲线模型参数。通过对比分数阶双曲线模型计算的应力值、邓肯-张模型计算的应力值和冻结钙质黏土的试验值，表明所建立的冻结钙质黏土分数阶双曲线模型能够很好地描述钙质黏土应力-应变曲线的规律，拟合精度更高。所建立的模型概念清晰、参数少、易于确定且物理意义明确，便于工程运用。
钙质黏土地层具有结冰温度低、冻结后膨胀性大、遇水易崩解、强度低等工程地质问题，一直是冻结法施工的重难点。建立形式较为简洁的剪切模型是设计钙质黏土冻结壁的关键。以淮南地区深部原状钙质黏土为研究对象，进行不同温度和围压下的三轴剪切试验，得到了温度、围压对应力-应变的影响规律，建立了剪切强度与冻结温度、围压间的关系。针对冻结钙质黏土三轴剪切应力应变性质介于理想弹性与理想塑性之间的特性，将分数阶微积分引入双曲线模型，建立了能同时考虑温度和围压影响的冻结钙质黏土分数阶双曲线模型。将应变进行分数阶变化，得到分数阶应变与应力间的线性关系，进而分别建立温度、围压影响下的方程组。通过求解线性方程组，得到分数阶双曲线模型参数。通过对比分数阶双曲线模型计算的应力值、邓肯-张模型计算的应力值和冻结钙质黏土的试验值，表明所建立的冻结钙质黏土分数阶双曲线模型能够很好地描述钙质黏土应力-应变曲线的规律，拟合精度更高。所建立的模型概念清晰、参数少、易于确定且物理意义明确，便于工程运用。
钙质黏土地层具有结冰温度低、冻结后膨胀性大、遇水易崩解、强度低等工程地质问题，一直是冻结法施工的重难点。建立形式较为简洁的剪切模型是设计钙质黏土冻结壁的关键。以淮南地区深部原状钙质黏土为研究对象，进行不同温度和围压下的三轴剪切试验，得到了温度、围压对应力-应变的影响规律，建立了剪切强度与冻结温度、围压间的关系。针对冻结钙质黏土三轴剪切应力应变性质介于理想弹性与理想塑性之间的特性，将分数阶微积分引入双曲线模型，建立了能同时考虑温度和围压影响的冻结钙质黏土分数阶双曲线模型。将应变进行分数阶变化，得到分数阶应变与应力间的线性关系，进而分别建立温度、围压影响下的方程组。通过求解线性方程组，得到分数阶双曲线模型参数。通过对比分数阶双曲线模型计算的应力值、邓肯-张模型计算的应力值和冻结钙质黏土的试验值，表明所建立的冻结钙质黏土分数阶双曲线模型能够很好地描述钙质黏土应力-应变曲线的规律，拟合精度更高。所建立的模型概念清晰、参数少、易于确定且物理意义明确，便于工程运用。