动荷载作用下冻土温度变化及强度损失探讨.pdfVIP

维普资讯 第 28卷 第 1期 冰 川 冻 土 Vo1．28 NO．1 2 0 0 6年 2月 JOURNALOFGLAC10L0GY AND GEOCRYOLOGY Feb．2 0 0 6 文章编号 ：1000—0240(2o06)01—013卜05 动荷载作用下冻土温度变化及强度损失探讨 张淑娟，赖远明， 张明义， 喻文兵 (中国科学 院 寒区旱区环境与工程研究所冻土工程 国家重点实验室，甘肃 兰州 730000) 摘 要 ：动荷载测温试验发现 ，初始温度为一6℃的冻土试样 ，当有循环荷载作用时 ，随着时间的变化 即使外界恒温供冷 ，其 中的温度仍旧会出现上升趋势，并且上升值与加载频率 、动应力幅、及试样的干 密度 、含水率等因素有关．此外，在不同的条件下冻土强度表现 出了不 同程度 的损失． 关键词 ：动荷载 ；冻土 ；温度变化 ；强度损失 中图分类号 ：P642．14 文献标识码 ：A 目前 ，大量研究集中于气候变暖和工程扰动背 探头选取中，优先选用内置精度可达 10 热敏 景下多年冻土的温度特性 [1]，而对于荷载作用下 电阻(距探头尖端 4．0mm)的针式探头，针头长 38．0 冻土中的温度动态变化情况并没有被关注过．马巍 iTlrn，直径2．0mm，测量范围--50~50℃．为了保证 等[5]，徐教祖等[6分别基于克拉伯龙方程和未冻水 在恒温过程中试样不发生冻胀变形，又能确保探头 含量的变化得 出了静压力每增加 13．5MPa，冻土 完好的插入试样的需求位置，在模子上打了两个大 体冻结温度将降低约 1．0℃的结论．我们知道冻土 小、深浅适中的孔．在试样装模恒温之前，探头由两 区的路基土将经历可能的列车、地震等不 同形式 的 孔插入 ，探头中的热敏电阻刚好居于试样中心位置． 振动作用 ，而往复振动更易引起土颗粒问的相互摩 试验完毕后探头在试样中的布置如图1所示． 擦 、碰撞 、土体变形等，最终可能导致土体的初始 表 1 试样粉质粘土 的粒组含量 温度发生变化．在常规 的低温室内试验中，类似 于 Table1 Basicparametersofthetestedsoil 动荷载的试验都是通过恒温供冷装置为试样提供恒 温环境来完成的，所以在以往的结果讨论 中没有考 虑可能的温度变化．而温度是否发生变化 ，可 以通 过系列试验进行相关分析和讨论． 1 试验概况 试验用土为青藏高原的粉质粘土，其粒组含量 见表 1，其它试验参数在相应的讨论中具体说明．试 验 中，所用重塑土样为直径 61．8mm，高度 125．0 n21n的圆柱标准样．试样制备过成中，先将适量碾碎 的粘土按初始含水量的要求配制 ，均匀搅拌后，在密 闭容器中静置 12～24h．然后 ，通过专用制样机制 备 ，并将其装模放入低温冷库中快速冻结 ，经 48h 以上的冻结后脱模、装膜送入恒温箱内．按要求设定 图 1 测温探头 的布置 温度 ，恒温48h后在 MTS-810试验机上进行试验． Fig．1 Allocationoftemperaturesensorsinthespecimens 收稿 日期 ：2005—07一10；修订 日期 ：2005—09—07 基金项 目：国家杰出青年基金项 目；国家 自然科学基金项 目；中国科学院 “百人计划”项 目；中国科学院知识创新 工程重大项 目(KZCXI—SW一04)资助 作者简介 ：张淑娟(1975一)，女，甘肃会宁人，助理研究员，2000年毕业于长安大学，现为在读博士生，主要从事寒区岩土工程及冻土 力学方面的学