南方短时冻土的热物理性质及抗压强度特征.pdfVIP

第43卷 第9期 人 民 长 江 Vo1．43．No．9 20l2年 5月 Yangtze River May， 2012 文章编号：1001—4179(2012)O9—0051—04 南方短时冻土的热物理性质及抗压强度特征 郭 麒 麟 ，孙 云 志 (长江岩土工程总公司(武汉)，湖北 武汉430010) 摘要 ：为探讨在极端冰雪条件下南方短时冻土的热物理性质及强度特征，在湖北、湖南、广西等地选取典型土 样 ，对初始含水量不 同的土样在不 同温度下进行热物理参数和单轴抗压强度试验。结果表 明：冻土的干密度 越大，导热系数越大；含水量越大，导热系数越大 ；随着温度 的升高，冻土 的破坏应变呈现 出增大的趋势，应力 一 应变 曲线表现为弱应变软化型或应变硬化型，即冻土的塑性增强 ；冻土抗压强度 随温度 的降低而增大；相同 温度条件下，饱水后冻土 的单轴抗压强度大于等于饱水前的强度。 关 键 词 ：极端冰雪条件 ；南方短 时冻土；热物理性质 ；抗压强度 中图法分类号 ：P642．14 文献标志码 ：A 冻土是由矿物颗粒 、固态冰、液态水和气体组成的 小于0．002nlm，由于其导水能力很弱，未冻水不易向 四相体系，是一种具有特殊性质的土体 。冻土在 冻结区迁移，其冻胀量也不大；只有颗粒粒径在 0．05 正负温度交替变化过程中水分产生相变 ，并伴随产生 — 0．002mm的土具有较大的冻胀性。本次研究选择 体积及强度的变化。冻土含冰量随着温度的降低而增 湖北咸宁、湖南岳阳及广西郴州 的粉质黏土及红黏土 多，土颗间胶结性增强 ，透水性减少 ，强度增高 ，压缩性 进行取样 ，取样深度控制在冻土可能影响的深度以内， 低 ；反之当冻土融化时，含冰量减少，冰的胶结程度降 一 般在0．5～0．8m，试验项 目主要为冻土的热物理性 低 。所以，冻土的力学性质如抗压 、抗剪强度以及压缩 质及不同温度 、含水量下的抗压强度指标 。 性都是不稳定的，与土中含冰量、液态水 的变化有关。 1．2 试验方法 因此 ，弄清楚冻土的热物理性质与强度特性是研究冻 试验测定导热系数和 比热的方法为，按照要求制 土时的主要任务。本文 旨在讨论极端冰雪条件下南方 备所需要的土样 ，冻土样 品在恒温箱冻结 24h后，分 短时冻土的热物理性质及强度特征。 别利用 TC一22数字导热系数测定仪和 比热测试装置 1 样品选择与试验方法 进行测定 。 冻土的单轴无侧 限抗压强度试验在 CSS一1120 1．1 样 品选择 电子万能材料试验机 (本机带有 自动制冷控温系统) 经调查分析 ，南方短时冻土可能影响的深度一般 上进行。试验采用应变控制法，以 1．1×10～ ·s 的 不大于 1．0m，可能形成冻土的土体主要有粉质黏土、 应变率进行加载试验 ，直至试样的应力值下降或应变 黏土、黏粘土及砂土。土质对冻土冻融的影 响可表现 达到20％以上视为破坏；试验温度为 一1oC，一3~C，一 在两个方面 ，一是土的颗粒组成 ，二为土中所含矿物成 5℃，一7℃。具体试验过程为 ，先将试样放入恒温箱 份。对于粗颗粒砂土，由于水 的 自重作用及粗颗粒土 中，在试验温度下恒温 24h以上，然后将其置于试验 易于排水 ，含水量一般较小 ，土体在冻结程过 中，除原