通过一系列高温冻土-现浇混凝土接触面的负温直剪试验,分析接触面剪切力学特性和受力变形机理,采用二元介质模型对接触面受力变形机理进行力学抽象,引入破损率和应力分担率函数,假设接触面各微元强度服从Weibull概率分布,建立高温冻土-现浇混凝土接触面的本构方程。研究结果表明:接触面剪切变形破坏发生在富含冰膜的界面冻土上,接触面应力-位移曲线表现为应变软化型,可将其划分为4个阶段。在各接触面影响因素中,温度对接触面冻结强度影响最显著,二者呈指数函数关系,法向应力和含水率与冻结强度呈线性关系。基于二元介质理论建立的力学模型和本构关系科学地揭示了接触面微观受力变形机理,较好地描述接触面应力-位移曲线全过程及应变软化现象,可为高温冻土地基中结构承载力的数值模拟和安全评价提供理论依据。
为揭示冻土热物理性质的随机性及内在规律,以青藏高原粉质黏土为研究对象,分别对5种典型温度条件下冻土的热物理参数进行50组大样本测试。研究结果表明:即使在同一温度下,试样的热物理参数也存在明显的随机性,但又呈现出一定的统计规律;冻土的热物理参数(导热系数和容积热容量)服从正态分布或对数正态分布,并利用总体分布假设的χ2检验法验证了分布规律的正确性。