冻融循环下黄土温度及变形特性研究

在冻土工程的建设与服役过程中,地基土通常会经历反复有压冻融循环,使其物理状态与力学性质发生改变.文中以黄土为研究对象,根据不同埋深土层对应土压力确定4个试验压力值(0kPa、20kPa、50kPa和100kPa),开展有压冻融循环试验,研究有压冻融循环作用下黄土温度变化及变形发展规律.结果表明:压力会对沿着试样深度的温度分布产生影响,主要表现为在相同深度位置处温度分布会随压力的增大而有所升高,但冻融循环对其影响较小.土体的冻结深度和冻结速率会随压力的增大而逐渐减小,且在冻结前期(0～3h内),压力对冻结速率的影响会比较明显,但随冻结时长持续增加,压力对冻结速率的影响程度会有所削弱.在冻融过程中压力会加速黄土的变形发展,且压力越大,经历冻融循环后黄土累积变形量越大.随着冻融循环次数的增加,在不同压力作用下黄土的融沉率和冻胀率均会呈三个阶段变化:快速变化、缓慢变化、稳定变化.在有压条件下,冻融稳定系数K会呈现逐渐减小的趋势,干密度ρd会呈现逐渐增大的趋势,但最后两者均会趋于较为稳定的状态,在无压条件下,黄土稳定系数K值和干密度ρd始终维持在一个较为稳定值K=1和ρd0=1.60g·cm-3.且压力越大,曲线变化会越加地明显,说明随着反复冻融循环的发生,黄土的冻胀和融沉变化量将逐渐趋于同一个稳定值.文中研究有助于揭示季节冻土区工程冻融破坏机制.