为评估分布黄土改良治理效果，以黄土渠基为试验对象，设计了木质素改良下黄土力学试验，并基于此开展黄土干渠衬砌结构冻胀仿真计算。由试验结果得知，木质素成分含量高或低，均不会改变改良土试样应变破坏特点，但木质素含量提高，改良土应力水平会增大，但在掺量3%后提高效果会减弱。相比之下，含水率因素会改变改良土试样应力应变曲线特征，在含水率14%～18%与20%～22%下分别为应变软化、应变硬化特点；含水率提高，峰值应力降低，而围压增大，可减弱含水率对改良土承载应力的负面作用。基于冻胀仿真计算，获得了原状渠基土与改良黄土衬砌结构冻胀位移在断面上均为对称分布，峰值冻胀位移处于断面1 m处，且改良黄土衬砌结构冻胀位移值低于原状渠基土，经改良后渠基土受含水率影响冻胀危害弱于后者。本研究可为输水灌渠土体物化治理设计及冻胀仿真计算提供参考。
为了量化渠基土体中的水分在冻融过程中的迁移及其分布规律,揭示渠基土体的微观冻胀特性,选取渠基土体不同部位的原状土样,进行冻融试验,采用CT扫描技术,监测研究渠基土样冻融过程中的水分迁移及其孔隙水分布规律,进一步探究渠基土体的微观冻胀特性。结果表明:冻融过程中土样深度16～18 cm处的含水率较高,产生了水分积聚。冻结过程中,土体的微观孔隙结构发生了明显变化,同时发生了裂缝的张开和闭合。在融化阶段,由于冻结水快速融化,土体发生融沉,最大融沉量为6.78 mm。研究成果揭示了渠基土体单向冻融过程中的水分迁移规律、孔隙水的分布状态及其冻胀微观特性,为季节冻土区输水渠道的抗冻胀设计提供了理论基础。
