为研究冻融循环下纤维改良粉砂土路基的含水率、干密度、纤维掺量对土体热物理学特性的影响规律,通过开展室内导热系数测试试验,测得不同含水率、干密度、纤维掺量改良粉砂土的导热系数,分析不同因素对改良粉砂土导热系数的影响。结果表明,在干密度、纤维掺量以及冻融次数相同的情况下,改良路基土的导热系数随含水率的增大呈非线性增长,且当含水率超过12%时,增长速率减小,试验范围内导热系数为0.39~1.32 W/(m·K);在含水率、纤维掺量以及冻融次数相同的情况下,改良路基土的导热系数随干密度的增大呈指数增长,且当干密度超过1.9 g/cm3时,增长速率减小,试验范围内导热系数为0.45~1.87 W/(m·K);在含水率、干密度以及冻融次数相同的情况下,改良路基土的导热系数随纤维掺量的增大线性减小,试验范围内导热系数为0.59~1.3 W/(m·K);在含水率、干密度以及纤维掺量相同的情况下,改良路基土的导热系数随冻融循环次数的增大线性减小,试验范围内导热系数在0.48~1.01 W/(m·K)。研究成果可为西部粉砂土分布地区工程建设提供参考。
针对不同深度的冻土导致路基同一断面阴阳坡产生横向的沉降差问题,将经过冻融循环试验后的粉砂土进行固结压缩试验,并运用Abaqus软件将试验结果代入作为边界条件,进行路基阴阳坡沉降模拟,通过路基差异沉降及变坡率判断路基的稳定性。根据试验和有限元仿真分析结果,对吉林省松原市石化大街路基两侧边坡采用掺入泥炭的粘性土进行覆盖保温、沿道路路基纵向定距设置通风管的方法,可以有效防止路面因路基横向差异产生的沉降而发生破坏。