冻融过程中未冻水含量对非饱和粉土抗剪强度的影响

论文摘要

对含水率为18.3%的非饱和粉土进行了冻融过程中不同温度下的直剪试验,用核磁共振测定了冻融过程中孔隙水的相变过程,并分析了未冻水、孔隙冰对其力学性质的影响机制。试验结果表明:（1）非饱和粉土冻结可分为过冷段（>-1.15℃）、快速冻结阶段（-1.15℃～-2℃）和稳定冻结阶段（<-2℃）,快速冻结阶段76%的孔隙水冻结,而稳定冻结阶段未冻水含量只减少7%;（2）冻融过程中黏聚力随温度发生显著变化,内摩擦角变化幅度很小;（3）冻结过程中抗剪强度的变化主要发生在稳定冻结阶段,快速冻结阶段黏聚力仅增大38.5%,内摩擦角基本无变化,而稳定冻结阶段黏聚力增大123.5%,内摩擦角降低12%。得到以下结论:（1）快速冻结阶段黏聚力增大主要是由于孔隙水冻结导致基质吸力增大,毛细黏聚作用增强;稳定冻结阶段黏聚力增大主要是由于冰对土颗粒胶结强度增大;（2）含冰量变化不大时,冻土抗剪强度主要受冰对土颗粒胶结强度的控制,而此胶结强度决定于未冻水膜的厚度;（3）稳定冻结阶段内摩擦角降低主要由孔隙中水冰相变发生体积膨胀时对土颗粒骨架的作用力导致。

论文目录

• 1 引言
• 2 试样制备与试验方案
•   2.1 试样制备
•   2.2 试验方案
• 3 核磁共振测试原理
•   3.1 核磁共振测试未冻水含量的原理
•   3.2 低温核磁共振温度修正
• 4 冻融过程中土体抗剪强度变化规律
•   4.1 冻融过程中未冻水含量随温度的变换规律
•   4.2 冻融过程中黏聚力和内摩擦角随温度的变化规律
• 5 冻融过程中未冻水含量对抗剪强度
•   5.1 冻结过程中非饱和粉土中冰晶的形成过程
•   5.2 未冻水含量对土体黏聚力的影响
•   5.3 未冻水含量对土体内摩擦角的影响
•   5.4 压融作用对土体抗剪强度的影响
• 6 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 晏长根,王婷,贾海梁,徐伟,訾凡,陶悦,威巍,王亚冲

关键词: 土力学,冻融过程,未冻水含量,非饱和粉土,抗剪强度

来源: 岩石力学与工程学报 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 长安大学公路学院,西安科技大学建筑与土木工程学院

基金: 甘肃省交通运输厅科研项目(2017–002),国家自然科学基金资助项目(41702334),中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(300102218412)~~

分类号: TU43

DOI: 10.13722/j.cnki.jrme.2018.0743

页码: 1252-1260

总页数: 9

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