为研究冻融循环下炭质页岩作为路基填料的物理力学特性，本文在青海省柴达木盆地选取炭质页岩进行室内试验，分析其在冻融循环下的物理特性。结果表明，在冻融循环后，炭质页岩的质量、波速先增加后减小，二者呈现相似的变化曲线；同时，试样在经历冻融循环后，内部出现明显裂隙，颗粒表面附着较多粉状物质，部分矿物颗粒上还出现了明显的蜂窝状孔隙；炭质页岩的抗压强度逐渐降低，强度受冻融循环影响较明显。研究成果可为青海省路基工程填料的选取提供参考。

裂隙使得岩体和土体的水热力特性明显不同，现有冻土理论难以解决低温岩体工程的冻融灾害问题。冻融过程中裂隙水的迁移机制、裂隙部位的传热机制、裂隙参数的动态演化以及非均质岩体水–热–力多场耦合作用是研究低温岩体冻融灾害的关键。从低温岩体水分迁移特性、热质传输特性、物理力学特性和水–热–力耦合特性4个方面分析了含相变低温岩体的研究进展。国内外在低温岩体方面的研究成果丰硕，但未充分考虑裂隙导致的非均质性和相变条件下裂隙部位水热力性能的特殊性；尚未探明低温岩体裂隙部位的水热迁移机制，缺乏真正意义上的用于研究低温裂隙岩体水热力特性的大型试验设备；虽开展了冻胀裂隙扩展研究，但尚未建立起考虑冻融全过程以及冻融循环作用的裂隙动态演化方程；低温岩体冻融灾害涉及微观层面的水热迁移、细观层面的裂隙演化和宏观层面的变形破坏，目前尚未建立起综合微观–细观–宏观成果的水–热–力耦合模型。要探明低温岩体的水热力特性，应以冰水相变为切入点，紧扣裂隙引起的非连续特性，研发大型试验设备、探明裂隙水热迁移机制、推导裂隙演化方程、构建水–热–力耦合模型，开发数值模拟程序，最终实现对低温岩体冻融灾害的仿真模拟研究。

裂隙使得岩体和土体的水热力特性明显不同，现有冻土理论难以解决低温岩体工程的冻融灾害问题。冻融过程中裂隙水的迁移机制、裂隙部位的传热机制、裂隙参数的动态演化以及非均质岩体水–热–力多场耦合作用是研究低温岩体冻融灾害的关键。从低温岩体水分迁移特性、热质传输特性、物理力学特性和水–热–力耦合特性4个方面分析了含相变低温岩体的研究进展。国内外在低温岩体方面的研究成果丰硕，但未充分考虑裂隙导致的非均质性和相变条件下裂隙部位水热力性能的特殊性；尚未探明低温岩体裂隙部位的水热迁移机制，缺乏真正意义上的用于研究低温裂隙岩体水热力特性的大型试验设备；虽开展了冻胀裂隙扩展研究，但尚未建立起考虑冻融全过程以及冻融循环作用的裂隙动态演化方程；低温岩体冻融灾害涉及微观层面的水热迁移、细观层面的裂隙演化和宏观层面的变形破坏，目前尚未建立起综合微观–细观–宏观成果的水–热–力耦合模型。要探明低温岩体的水热力特性，应以冰水相变为切入点，紧扣裂隙引起的非连续特性，研发大型试验设备、探明裂隙水热迁移机制、推导裂隙演化方程、构建水–热–力耦合模型，开发数值模拟程序，最终实现对低温岩体冻融灾害的仿真模拟研究。

利用青海省40次冻融循环实验资料，研究高寒地区公路块石路基冻融损伤特性。结果表明：融循环作用下花岗岩的质量和波速整体上呈现递减趋势，此外花岗岩的单轴抗压强度和弹性模量均不断降低，块石路基的稳定性和耐久性受到影响。旨在为高寒地区公路工程的路基建设提供相应的数据参考。

相比常规岩体，高寒区冻融环境下岩体的力学参数及破碎特征均存在显著变化，其矿岩爆破开挖也难以直接应用传统设计参数，开展冻融环境下的爆破工艺参数研究具有重要意义。研究以巨龙铜矿为依托，在分析冻融循环对岩石力学特性影响的基础上，开展了冻融环境下矿岩的单孔和双孔同段爆破漏斗试验，测定了爆破漏斗几何参数和块度分布，采用拟合方法确定了爆破设计的合理参数，并对比分析了该矿山四种不同岩性条件下的爆破漏斗参数变化。结果表明：冻融循环作用下岩体力学特性显著衰减，单轴抗压强度和弹性模量下降幅度可达40.6%、54.0%;不同岩性条件下冻融矿岩的单孔爆破最佳埋深比为0.678～0.789,最佳药包埋深与漏斗半径比值分布在0.875～1.076范围内。针对知不拉矿区炮孔孔径152 mm,矽卡岩孔网参数为4.5 m×3 m,炸药单耗0.56 kg/m3;凝灰岩孔网参数为5 m×4 m,炸药单耗0.63 kg/m3;针对巨龙矿区孔径310 mm,凝灰岩爆破孔网参数为7 m×5 m,炸药单耗0.61 kg/m3;花岗斑岩孔网参数为8 m×5 m,炸药单...

随着全球经济不断发展,各种资源需求量的增加使得地表面空间不够利用,于是人类开始了向更深的地下空间进行开发和利用。然而对于深部地下空间的开挖问题,首先要解决的就是在含水层和软弱土层的开挖技术问题。在现代的技术中,人工冻结法因为其本身所具有的优点而备受重视。深部人工冻结法施工中最为重要的一点就是对冻结壁的设计,冻结壁的强度和变形是决定深部人工冻结技术应用的成败关键。本文就人工冻土的基本概念做了叙述,同时还将深部人工冻土和浅部冻土相比较,以更好地说明深部人工冻土的特点,并对于在冻结壁的设计中需要了解的物理力学特性做出了概述。

选用铺设于青藏铁路护坡、护道的碎屑岩、泥岩和砂岩3种岩石进行循环冻融试验。研究了在循环冻融条件下的破坏方式,并通过RSM-SY5数字声波仪对岩石进行超声波无损检测;根据不同冻融周期超声波波速变化,计算分析了循环冻融对岩石物理力学特性的影响;通过单轴压缩试验,得到岩石抗压强度随循环冻融次数变化的规律。研究结果表明:3种岩石在循环冻融条件下具有不同的表观破坏方式,碎屑岩破坏最严重,表面不同程度地出现了轴向和环向裂纹;其次是泥岩,一条近似"几"字型的裂纹出现在泥岩表面,且裂纹发展较快;砂岩表观破坏最轻微,仅有1条细而短的裂隙发育在表面;在30个循环冻融周期内,泥岩和砂岩几乎无质量变化,而碎屑岩由于岩屑掉落而质量减轻不到1%;3种岩石的弹性模量、刚性模量、体积模量、泊松比等力学特性随着循环冻融次数增加而下降,且泊松比出现负值,揭示了循环冻融对岩石材料特性的深层次破坏;岩石抗压强度也随着循环冻融周期呈现下降趋势。