鉴于高寒地区混凝土冻融循环频繁、易冻坏,因此,如何提高混凝土抗冻性能是关键。阐述了对高寒地区道面混凝土抗冻性能进行的研究,重点研究了道面混凝土水胶比、砂率、胶材用量和含气量对其抗冻性能的影响。研究结果表明:在满足道面混凝土设计指标和现场施工性能的前提下,增加胶材用量、降低水胶比、砂率和含气量均有利于道面混凝土抗冻性能的提高,据此设计的道面混凝土抗冻等级能够达到F300。研究成果对高寒地区道面混凝土抗冻性能的设计具有指导意义。

依托吉舒高速公路工程,通过重复加载动态回弹模量试验、承载比试验和导热性试验,研究分析了粉质黏土在不同木质素掺配比例、养生时间及冻融循环条件下的力学性质。试验结果表明:随着木质素掺量的增加,木质素改良粉质黏土的回弹模量减小;冻融循环作用下木质素改良粉质黏土的回弹模量及CBR减小幅度较小,导热系数随着木质素掺量增加而减小。木质素掺入路基土,提高了其抗冻性,降低了导热性,推荐季冻区粉质黏土路基最佳木质素掺量为4%。

针对我国季节性冻土区高速铁路路基水泥稳定碎石基床压实质量控制标准缺乏的现状,结合现行设计规范和相关试验规程,以冻土区高速铁路水泥稳定碎石基床为研究对象,将地基系数、动态变形模量、变形模量、回弹模量和无侧限抗压强度作为评价指标,研究水泥稳定碎石基床各项压实指标的适用性及相关性。结果表明:水泥稳定碎石基床的地基系数受填料自身特性影响较大,二次变形模量测试过程繁琐,可采用直接反映路基压实状态的一次变形模量为水泥稳定碎石基床的压实检测指标;各压实指标与回弹模量、无侧限抗压强度间存在较好的指数函数关系,因此可通过室内试验较易获得的回弹模量、无侧限抗压强度推算复杂试验条件下的压实质量控制指标,为季节性冻土区水泥稳定碎石基床的压实性能提供快捷、有效的估算方法。

通过对泥浆制样法制备的冻结粉质砂土的单轴压缩试验,系统地研究了冻结砂土在一个宽泛应变率以及含水率范围内的单轴压缩破坏应变特性和线弹模量特性。结果表明:随着应变率的增加,当含水率为12.0%,破坏应变逐渐增大;当含水率在16.7%24.0%范围内时,破坏应变先增大后减小;当含水率大于等于30.6%时,破坏应变逐渐减小,3种情况下破坏应变最终都逐渐趋于稳定。破坏应变随含水率增加而先急剧增大到一个最大值,然后急剧减小,当含水率超过41.5%时,基本趋于冰的破坏应变。线弹模量先随着应变率的增大而非线性增大到一个最大值,然后应变率的继续增大使线弹模量逐渐减小,线弹模量与应变率的关系满足二次抛物函数规律。在温度为-2.0℃,应变率小于4.67×10-3 s-1的条件下,线弹模量随着含水率的增大而非线性增大,直至最后趋于冰的线弹模量;而在大于等于该应变率的条件下,随着含水率的增大,线弹模量先增大到一个最大值,然后减小趋于冰的线弹模量。当温度为-5.0℃时,类似的应变率临界值为1.00×10-2 s-1。

用ＳＹＣ－２型声波探测仪，对取自淮南矿区井下冻粘土、冻砂土进行了测定。其声波纵横波速振幅衰减系数及动弹模与冻土温度、含水量、容重的关系均可用幂指数形式较好地描述。其中容重对波速、动弹模及振幅衰减的影响最大；其次为温度、含水量；冻土振幅衰减系数对其物理参数变化的敏感性大于波速。另外还研究了冻粘土与冻砂土声波特性差异、荷载大小及加载时间对冻土声波特性影响

主要介绍利用SYC一Ⅱ型非金属声波探测仪研究人工冻土的物理力学性质与超声波传播特性之间的关系;通过回归方法建立起两者之间的参数关系及其函数式,以便利用声学参数指标替代力学指标来评价冻土,为现场快速测定提供可行性与依据.