冻融作用对土体物理力学性质影响研究进展

冻融作用是强风化作用,显著改变土物理、力学性质,影响寒区构筑物安全性和耐久性。通过比对分析冻融后土的物理性质和力学性质,表明试验材料和方法是试验结果差异主要成因,尤以孔隙率和内摩擦角差异性最显著。在解决工程实际问题时,应结合实际气象资料确定温度控制模式,采用模型比尺选取温度变化范围和速率,与实际气温变化吻合。由于土体冻融过程复杂性,开敞和封闭系统下冻融过程对土体物理性质、力学性质影响差异显著。     

冻土多物理场耦合作用理论与模型研究现状

冻害是多种因素综合作用结果,开展冻土多物理场耦合研究对解决冻害问题具有重要意义.通过归纳冻土多物理场耦合理论,指出毛细理论和冻结缘理论均忽略各向异性冰应力,冻结缘是否存在以及冰透镜体生长机制仍有争议.讨论水热盐力耦合关系,认为应进一步研究力对温度的影响及冻土压融问题.归纳常见未冻水含量模型,指出基于未冻水含量与温度关系的预测模型形式简单,但质量未冻水含量难以直接测量;三参数模型和五参数模型考虑土壤物理性质影响,但参数较多.总结和评价冻土多物理场耦合模型,认为一些经验表达式无法体现参数动态变化的特点,模型边界条件设置与实际情况不符.基于研究现状及存在问题,今后应探索更准确描述参数变化的数学表达式,将气候条件纳入模型考虑范围,设置更接近实际情况的边界条件,同时,加强冻土受力变形行为本构模型研究.     

冻融对饱和渠基土物理力学性质的影响

冻融作用一直是寒区渠道破坏的主要诱因,为探究冻融作用对饱和粉质粘土物理力学性质的影响规律,在低温环境模拟试验箱内,对饱和土进行0~11次冻融后,结合室内土工试验,并用灰色关联度对其各项性质间交互影响效应进行分析。结果表明:随冻融循环次数的增加,饱和土黏聚力以单指数函数形式逐渐降低,内摩擦角逐渐升高。冻融作用对黏聚力的影响在初次冻融后衰减明显;损伤比系数Kφ、KC与冻融循环次数关系可分别用对数函数和指数函数描述;导热系数、平均干密度与冻融循环次数呈负相关关系,而平均孔隙率、渗透系数与冻融循环次数呈正相关关系;与冻融作用相比,平均孔隙率对黏聚力、导热系数、平均干密度和渗透系数的变化影响相对较大;对于单个试样而言,物理性质对力学性质的改变影响由大到小为:平均孔隙率、平均干密度、渗透系数、导热系数。