张鑫鹏—冻土地区冻胀的原因分析及解决措施.doc
冻害对建筑物造成破坏的原因分析及防控措施
冻害对建筑物造成破坏的原因分析及防控措施【摘要】在我国高寒地区，建筑设计与施工必须考虑到防胀问题，不然会对整体建筑物造成影响和破坏，本文就此作了详细的论述，供参考。
【关键词】建筑物；冻胀；危害；防控冻土是指温度在零摄氏度以下且含有冰的各种土，主要分布在较为严寒的地区。
其中可以按照冻结时间将其分为两种，一种是季节冻土，另一种是多年冻土。
季节冻土因为受到季节的影响会呈现周期性的冻结、融化。
而多年冻土则是长时间持续冻结状态，长期不会融化，且在地面以下一定深度的位置。
1.冻胀的概念当土体中的水份超过一定标准时，其体积会增大，会出现土体整体或局部的膨胀现象，导致结构变形，对于这种现象就可以将其称为冻胀。
冻胀会由于土质、温度、含水量及土壤颗粒等几种方面的原因而产生冻胀力，会使其形态发生变化。
通过对我国高寒地区的深入研究发现，当冬季气温越低时，冻土的深度也就越大。
当土壤温度越低时，冻胀就会越严重，而且会使土壤上部的混凝土面板产生变形或断裂的现象。
其中冻胀的程度与土壤的含水量息息相关，含水量越大，冻胀就越严重。
2.冻土对建筑物的危害当地基出现冻胀情况时，会由于切向冻胀力与垂直冻胀力的共同作用而导致建筑物上升，或是在第二年春天时由于地基解冻而造成不均匀沉降的现象，会对建筑物造成一定的破坏。
在通常情况下在房屋向阳面地基土的冻层较浅且含冰量不是很多，而相对的阴面地基土的冻层较深且含冰量较多。
所以阴面土体的膨胀有较大的变化，会出现明显的往上抬拱的现象，使房屋基础受到的冻胀力不均匀。
当土层解冻时由于地基土中积聚的冰晶体融化会增加土中的含水量，并由于细粒土的排水能力不好或基底下一些土层仍未解冻，已融化的无法渗透到土层深处，基底土层处于饱和软化状态，进而造成建筑物发生下陷形成融陷现象。
由于周而复始的冻结、融化而使浅基础建筑物出现开裂的情况。
其中几种常见的房屋冻害主要分为以下几种。
2.1基础拉断此种情况通常发生在不采暖的轻型结构基础，如仓库、围墙基础等。
试论建筑物基础的冻胀及防冻技术措施
试论建筑物基础的冻胀及防冻技术措施摘要:我国地域辽阔，各地区气候差异较大，因此在一些寒冷地区，由于气候的原因就会导致冻土的形成，也就是土体冻胀，土体冻胀会导致建筑物基础受到破坏，影响建筑物的使用期限，同时也对人类居住安全带来威胁。
因此，本文首先介绍了建筑基础及冻土的概念，随后对基础冻胀表现及冻胀力的形成做简要分析，最后根据冻土对建筑物产生的破坏特征，提出相应的防冻技术措施，意在为寒冷地区地基施工提供参考借鉴。
关键词:建筑物基础；冻胀；防冻技术措施在我国主要存在冻土的地区是青藏高原以及东北、西北等地，由于气候严寒，这些地区广泛的分布着多年冻土以及季节性冻土。
冻土在我国约占总面积的75%左右，其中多年冻土为21.5%，其余则是季节性冻土[1]。
无论是多年冻土或是季节性冻土都对建筑物的寿命造成严重的危害，例如，黑龙江位于我国东北部，在冬季时经常会发生土体冻胀现象，潮湿的土体遇冷后凝固，产生向上的应力导致土体冻胀，而在春季到来之时，冻土吸取热量而融化，导致土体下沉，如此周而复始。
虽然形成多年冻土和季节性冻土的地质条件不同，但形成的过程是一样的，都会对建筑物的基础造成破坏，因此，如何防范以及采取相应的防冻技术措施就显得尤为重要。
一、建筑物基础以及冻土的概念1.建筑物基础通常来说，建筑物基础就是指建筑物埋在地下的部分，它是将作用在建筑上的荷载以及建筑物自身的重量传给地基的一个桥梁[2]。
因此，基础施工的质量好坏，直接关乎建筑物的安全使用性能，若基础建造不好则会引发建筑物的不均匀沉降，致使建筑物墙体出现裂缝，严重影响建筑物使用的安全性。
2.冻土的概念冻土一般分为两种，即多年冻土和季节性冻土。
多年冻土是连续3年以上，常年在0℃以下长期处于冰冻状态的土质。
季节性冻土是在冬季低温状态下冻结，在夏季高温状态下解冻则称为季节性冻土。
一般含水的土体和岩石，自身都含有一定水分，这也称之为天然含水量，地基基础设计规范GBJ7-89中用（W）来表示。
关于地基冻胀的真实原因、危害与措施
关于地基冻胀的真实原因、危害与措施科技信息.工程技术关于地基冻胀的寅实原因,危害与措旋辽源矿业(集团)梅河煤矿土建队王江梅河矿所在地属寒冷地区,也是建筑物倍受冻害影响的地区,纵观几十年来所建各类房屋,平房及单层之小建筑受冻害较为显着.如住宅区的仓房,花池,凉亭,围墙等.楼房因基础埋深一般都超过冻结深度,极少受冻害,但有的部位如台阶,门坡道,护坡等易被忽视,也常见受冻害而影响使用功能.因受冻害而影响使用功能深为用户所烦恼,且因此而影响建筑物的使用寿命及人身安全,问题就更为严重.因此有必要对地基冻胀的真实原因作一个分析,找出它的规律.从而采取一些有效的针对性的手段来防止它,避免它.一,地基冻胀的真实原因地基之冻胀之外和下列几点有关:(1)气温的高低.(2)土壤(地基)上部荷重的大小.(3)冻结速度.(4)冻结时土壤中水分的迁移和重分布.(5)土壤的颗粒组成.(6)土壤含水率的大小,地下水位的高低.从建筑观点看,尤以第(4),(5)两项来影响最大.(一)冻结时土壤中水分的迁移和重分布.冻胀和水是分不开的,但水在土中受冻后.土是怎样胀起来的?冻胀是怎样一个过程.1,当负温度进入土内,自由水首先冻结,出现冰晶体,此冰晶体与土壤颗粒表为束缚水膜所隔开,而束缚水膜由于分子力的作用,只能在更低的温度下才能结冻.地基土冻胀类别鉴别方法.(1)不冻胀土,地形特征:高岗地或高出周围地势2m以上的局部小土岗,地势平坦,无积水,排水条件较好,土量及地下水条件常年处于干和半干状态的粘性土,冻前地下水位1.5m以下,处于湿润状态的轻亚粘土.(2)弱冻胀土,地形特征:地势较高,排水条件良好,地势较低,有时积水,土量及地下水条件,冻前地下水位2m以下,处于硬塑的亚粘土, 或充分饱和,无自然排水条件的细砂土.(3)冻胀土地,形特征:地形平坦,排水条件较好,表面有积水,土量及地下水条件,冻前地下水位2m以下,处于硬塑性的亚粘土轻亚粘土.(4)强冻胀土,地形特征:地势平坦,地表偶然积水,排水条件较差,或地势低洼,积水较多.2,温度继续下降,束缚水膜内一部分水分子也开始结冰,冰晶体加大,束缚水膜变薄.我们把束缚水膜变薄的地方叫作"一线"(即冻结前线)把尚未冻结的区域(土壤更深一些的部位,束缚水膜还很厚)叫它做"二线".这期间,厚薄水膜间(即"二线"与"一线"之间)产生了压力差. 3,由于压力差的作用.束缚水由厚的地方向薄的地方迁移和重分布,使水分的不断朝"一线"(即冻结前线)集中.并在那儿冻结.这种迁移,一直继续到冻结区域内的水膜连续性被破坏为止,由于水分的迁移集中,使冰晶体不断扩大,在有水源补给的情况下(如地表水的渗漏和地下水位的升高)这种现象更为严重.4,当温度继续下降,一方面更多的束缚水参加冻结,另一方面冻结区域不断向深处发展.这样,就使土的体积不断增大形成冻胀.所以,土壤在受冻后体积的增大,不仅是由于土中的水在转变为冰时体积的膨胀(9%)而主要是由于土在冻结过程中,土中水分的迁移和重分布.(二)土壤的颗粒组成与冻胀的关系一般认为,土粒径在0.05--0.005之间者,因粒径小毛细压力大,地下水通过毛细管作用而上升至基础底面,受冻后在基底形成夹冰层,致使土壤受冻膨胀而发生隆起.另外,土的粒径小,则相对来讲,束缚水膜较厚,在土冻结时即成为水分迁移的宽广通路.按土壤粒径划分.小于0.05ram之颗粒所占比重大于10%者,即为冻胀性土壤,0.05--0.O05mm之间的粘土,虽然毛细压力很大,束缚水膜相对很厚,但因渗透性较差,因此,冻胀性反而轻得多.中粗沙土壤,因是骨架结构,粒度大,毛细压力小,束缚水膜也相对很薄,且颗粒间接触点少,点上压力就大,接触点上的束缚水大部分被挤掉,水分在冻结时无从迁移所以属非冻胀性土.综上所述,地基冻胀之真正原因,是土壤在冻结过程中,土中水分的迁移和重分布,(在有补给水源的情况下就更为严重)二是土的颗粒所形成的毛细压力将地下水吸至基底受冻后形成夹冰层,找出这一规律后,不难看出,只要想办法制止土中水分的迁移,切断补给水源,减少地基土的毛细压力,就能有效地,有针对性的防止和避免冻害影响. 二,地基冻胀的危害地基冻胀的危害,可分为两个阶段.1,冻胀阶段:土壤结冻时,膨胀不均匀(阴阳两面),引起建筑物不均匀变形和裂缝,特别是浅基础平房,当地基冻胀力大于基底上的荷载时,建筑物就会受冻而被抬起,严重者可引起破坏和倒塌.2,融解阶段:当气温升高,冻土融解时,胀大部分复原,再加上土中冰层化成水,使地基饱和,降低承载力,从而引起建筑物不均匀下沉和变形(即通称融陷).无论冻胀和融陷,因为一般都是不均匀的每年如此冻融交替,造成建筑物变形,开裂,严重者引起破坏.因冻害而变形的房屋,一般有下列四种情形.1,沿门窗四角开裂,因此处断面薄弱,荷重小容易冻胀.2,已住人的采暖房屋,因室内外温差而致内外墙冻胀沉降不同,引起内隔墙开裂.内冻害而变形的房屋一般有下列几种:(1)因基础洞口的大小与地面耐力集中荷载有关,集中荷载又由地基的面积大小和局部荷载有关.(2)因房屋的占地面积和地势的不均有关.(3)由地表建筑物周围是否排水畅通和有集水有关.3,因室外内采暖保温情况不一,造成基础两侧冻切力及冻胀合力差,产生扭转力矩,把墙挤歪或出现水平裂缝.4,虽然考虑了冻结深度,但忽视了施工质量,基础两侧不平,因冻胀而把基础拦腰挤起,造成上部裂缝.三,防止地基冻害的措施通过上述的分析,中粗砂类土壤,因是骨架结构粒度大,束缚水膜相对很薄,颗粒问的接触压力大,接触点上的大部分束缚水膜被挤掉, 使受冻时,水分无通路可迁移,且毛细压力又小,地下水不能通过毛细管作用而上升到基底,属于非冻胀性土,所以中粗沙类土可作为防止地基受冻害的一件有力武器,下面从设计和施工两个方面谈一下,防止地基受冻害的措施.(一)设计方面1,浅基础的平房建筑(包括台阶,门坡道,护坡,花池,凉亭等)应于基础下面加设300--500mm的中粗沙(或砂砾土,炉渣等可)垫层,低洼,潮湿地区的浅基础和不允许出现冻害的台阶,门坡通道等.应将沙垫层置于冻结线处或冻结线以下.我矿目前的设计状况,一般非主要建筑如住宅区仓房等均不出图,使施工无所依据,且造成冻害后果也不好追查,今后应从设计方面改变这一局面.2,设计冻胀变形缝.在两种不同形式的基础和可能产生不均匀沉降的地方,如门台阶,外门坡道,室外平台,护坡等与建筑物的连接处,以及采暖与非采暖房间连接处,均应设置20—30mm的变形缝.3,采用独立式基础.由于独立式基础荷重大,有利于减小冻胀变形,所以围墙之类的建筑宜采用柱形基础.在冻胀性强的地基上建筑楼房可采用桩基础. 4,在建筑物四周作明沟或育沟排水,切断水分迁移的补给条件.5,在室外暖气沟2米范围内,不建非采暖建筑.6,在有冻害威胁的地区建造房屋,设置圈梁和于转角处做配筋砌体,必要时角端基础可适当加深.(二)施工方面1,基础冬季施工时,应采取措施不使地基受冻.2,作好场地排水,不使施工用水,雨水(特别是封冻前的最后一次雨水)灌人地基.3,砂垫层暖季应水撼,冬季或接近冬雪时不能水撼应干夯.4,毛石基础砌筑时要注意两侧面要平整或稍向倾斜,万不能出台或向外倾斜,尤其是满槽装的基础尤应注意,以免受基础两侧冻切力和冻结力的扭曲面破坏,灰缝要用砂浆封严.5,不能交付使用的越冬工程,冬季应做好复盖保温.6,在砖石工程砌筑时应清出冰雪.7,在拌制砂浆时,所用的砂中不得含有冰块和直径大于1厘米的冻结块.8,拌合砂浆时水的温度不得超过40℃,在对材料加热时应首先选用将水加热的方法.9,冬季施工所用的砂浆流动性,应比在常温下适当增大,特别是砌筑主体工程时,应优先选用掺盐砂浆法,必须采用一块砖一块石一铲灰的方法不得大面积铺灰,砌砖灰缝应控制在1厘米以内.10,当气温低于一15℃时砂浆的温度应保证上墙时不冻结(不挂腊).l1,冬季施工所用的砂浆应比在夏季施工时提高一个标号,因为冬季施工砂浆的强度损失较大,一般在50%左右.。
简述寒地道路冻胀原因分析与防治措施
简述寒地道路冻胀原因分析与防治措施作者：蔡智军来源：《中国科技博览》2015年第19期[摘要]在寒冷地区，铺筑高级路面的道路或砂石路面及其附属构造物、隧道、挡土墙、人行道和坡面等。
由于土或岩石中产生的冻胀作用，常常使这些构造遭受较大的破坏。
土所产生的冻胀引起道路的冻害。
造成道路破损，因而影响车辆的通行，降低道路的使用寿命。
本文主要阐述寒地道路冻胀的破坏原因和防治方法进行。
[关键词]寒地道路冻胀原因防治中图分类号：U569 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）19-0385-01所谓的道路冻胀，主要是冬季在路基土中沿着温度的降低方向生成了冰晶体形状的霜柱，使路面产生隆起的一种现象。
隧道侧墙的破坏主要由于土中霜柱的作用使土体沿冷却方向的横向产生冻胀，从而使隧道的侧壁，向冷空气侵入的隧道中心轴方向推移，因而沿着侧墙部分的水平方向产生了作用力。
坡面上的冻胀作用是沿着垂直方向发生的。
冻胀作用使道路产生的破坏状态在中央部分冻胀量最大，因而沿路面中心线的纵断方向上产生纵向裂缝。
这种冻胀破坏与冬季期间道路除雪情况以及路面施工接缝情况有密切关系。
施工时在路面中心如果有接缝，则接缝处水平方向的抗拉强度比路面其他部分要小。
为了防止上述的冻胀现象所引起的道路破坏，首先需要了解冻胀发生的机理，因此对引起道路冻害的一些因素，如土质、气温、土中水等要详细进行调查，特别是对防止道路等土木构造物产生冻胀作用采用的措施研究中，应注意易引起地基冻胀的土是否发生了冻结，因而确定土的冻结深度是非常必要的。
另外，对道路附属构造物上部的填土是否会产生冻胀，也有必要进行确定。
在那些寒冷地区，对冻结深度的确定及其深度范围土的冻胀可能性的判断都成为冻胀调查的要点。
道路的冻害防止措施，当前主要采用置换法、隔温法及稳定土的处治方法等。
一般情况下，所采取的措施从经济性、施工方便及可靠性方面考虑，主要采取非冻胀敏感的粒状材料置换冬季期间最大冻结深度约70%范围的置换法。
浅谈冬季农田水利工程的冻胀破坏及防治措施
浅谈冬季农田水利工程的冻胀破坏及防治措施随着我国农田水利工程数量与日俱增，逐渐的暴露出诸多问题，其中动机的冻胀破坏问题显得尤为重要，必须要积极的结合先进的技术加以防范，才能够保证农田水利工程的质量和安全。
本文主要讲述了冻胀和盐胀的基本概念，冻胀对农田水利工程带来破坏的主要原因以及相应的防范措施。
标签：冬季；水利工程；防治措施随着我国农村经济的快速发展，我国农田水利工程得到了进一步的发展，农业作为我国社会经济的重要组成部分，必须要重视农田水利工程的质量和安全，及时的采取措施避免质量和安全事故的发生，才能够促进我国农村经济的可持续性发展。
一、冻胀与盐胀的概念由于受到外界因素的影响，进而就会导致土体内的水分超过一定的数量，冻结土层的体积就会不断的增加，从而导致土体出现膨胀的现象，即冻胀。
土壤冻胀主要因素包括了气温、含水量以及压力等诸多因素的影响。
冻胀的过程中会产生相应的冻胀力，进而出现形态变化。
土的冻胀力主要就是含水体冻结的时候就会导致土体内的水变成冰体，体积膨胀受到一定的约束。
比如我国新疆地区的冻胀现象比较常见，土壤的温度越低，冻胀就会越严重，从而会对农田水利工程的影响越大。
一般情况下，黏性土壤不能进行建筑物的垫层使用，土壤中具有一定的硫酸钠，如果硫酸钠超过设计规定范围，并且温度降到一定数值的时候，含盐浓度就会超过硫酸钠的溶解度，从而会结晶，进而改变了土壤的形态，即盐胀。
二、冻胀对农田水利工程造成破坏原因及存在的问题1、对渠道混凝土板衬砌的破坏预制混凝土受到冻胀之后就会出现诸多问题，比如延伸缩缝以及沉降缝错位等诸多问题，其主要原因就是因为外界水源的补给，冻结土壤中的水分就会不断的增加，冻胀受到土壤含水量的影响。
一般情况下土壤含水量越大，冻结变形就会越大。
大部分灌溉渠道在冬季停水期的时候处于无水的状态，水分主要就是由衬砌板底部下层的回归水补充，从而会逐渐的形成冰晶，导致土体内部的冰晶数量不断的增多，水分结冰导致体积不断的膨胀，受到水平方向挤压或者推力产生水平位移，最终会导致结构发生变化。
高寒地区冻胀现象分析及施工要点
5、越冬工程在入冬之前除按设计要求做好回填工作外，并要求基础周围不能被水浸泡。
6、施工期间严格控制回填材料的含水率和密实度、杜绝采用灌水等方式进行回填施工。
7、砌筑工程中，砖砌体浇水量要适当，气温降到5℃一下后不得浇水。在温度降到零度前，墙体含水率不得超过标准值。由于墙体含水率高时，温度达到零点以下后，会使墙体变形，墙面装修脱落，经过多次冻融，使墙体碎裂倒塌。
8、抹灰、铺粘瓷砖等湿作业必须在冬季施工前完成，且保证在气温低至5℃前使施工完成的成品、半成品的含水率低于冻胀限值。
9、屋面防水层的保护层及散水坡道等建筑构件，因结构强度较低，必须避免冬期施工，施工时要找好排水坡度，避免积水。
10、屋面保温层、外墙外保温层等保温材料避免泡水。
11、混凝土冬施要保证结构强度大于冻胀应力。
对于抹灰、粘贴磁砖等湿作业装修装饰工程原则上要避免冬季施工，高寒地区在气温达到零度前，施工完成的半成品或成品的含水率必须达到不冻胀要求（有足够的空隙量释放冰的膨胀量或结构强度大于膨胀应力）。
（二）对于道路的影响：
道路基础及地基土冻胀后，结构层向上隆起，路面将出现冻胀裂缝，造成结构层断裂，面层变形、渗水。融化后，基层及地基土含水率增大，土体结构发生破坏，基础承载力严重下降，特别是循环冻融后，道路将不能正常使用。
高寒地区冻胀现象分析及施工要点
摘要：冻胀对建筑物、道路及室外管网影响较大，高寒地区更为严重，会引起建筑物倒塌、道路塌陷及管网断裂，必须引起重视。本文就此进行了分析和探讨并总结了施工要点，为高寒地区施工提供参考。
关键词：高寒地区冻胀施工要点
一、冻胀的机理分析
水在4℃时体积最小，冰具有冷胀热缩的物理特性，温度越低，冰的体积越大。含水土壤在冻结过程中，土中的水冻结成冰，体积膨胀，膨胀率超过土体空隙率后，将引起土颗粒的相对位移，产生土体膨胀；同时也包括土冻结过程中下部未冻结土中的水分迁移并向冻结面富集，水分相对集中，水与土粒分异形成冰透镜体或冻夹层，使土体积膨胀，这种现象称为冻胀。
路基土的冻胀分析及防冻害措施
浅谈路基土的冻胀分析及防冻害措施【摘要】在我国的高寒地区，由于气温极低容易产生路基土的冻害现象，本文通过对路基土的冻胀机理和冻胀的影响因素进行了详细的分析，并得出了相对应的防治冻害的相关措施，为高寒地区路基土的设计、施工、维护等方面提供指导。
【关键词】：路基土；冻胀；防治措施中图分类号：u213.1 文献标识码：a 文章编号：一、前言路基土在极低的气温下，会产生冻结现象，水分的冰析作用和迁移积聚现象是导致路基土不均匀冻胀的直接原因。
冻胀的强弱程度跟土体在发生冻结时候的温度、土体内含水量的多少和水的来源、土的颗粒的大小和外部荷载的作用等多方面的因素有关。
二、路基土的冻胀影响因素分析1、土质对路基土产生冻胀的影响土体中的矿物质成分、密实度和粒度的成分是土质对路基土产生冻胀影响的最主要原因。
当路基土的土颗粒的粒径在0．1 mm以上时因为空隙较大，使得水分容易被排出，因此不会发生冻胀。
当土颗粒的粒径减小到一定程度，空间的空隙减小到一定程度之后，就容易发生冻胀。
当土颗粒粒径在0．1—0．05 mm范围之间，土体就会产生冻胀，这个范围内土体冻胀的可能性最大；当土体颗粒粒径在0．002 mm以下的时候，土颗粒分散性增大使得水分迁移量减小，使得土体的冻胀性逐渐减弱。
矿物成分对冻胀的影响不会发生在颗粒较粗路的路基土中。
土的密实程度也会对土的冻胀造成影响，在含水率固定的条件下，路基土密度的降低会增大土体之间的孔隙。
当密实度较小的土体发生冻结的时候，留有充分的孔隙和空间让冰发生自由膨胀也不会引起土颗粒间间距的变化，这时的土体产生的冻胀量比较小。
随着密实度的增大，自由水充填到了土颗粒间的孔隙之中，因此路基中水分在变成冰后的膨胀空间就会受到限制使得路基土冻胀程度变大。
当土体处于一个标准的密实度范围内，土颗粒间的孔隙在最小的范围内，这时的土体的密实度就阻碍水分的迁移，使得冻胀量也就达到了最大值。
2、水对路基土产生冻胀的影响路基土中的含水率，是促使路基土产生冻胀的基本条件。
土体产生冻胀的原因[浅析中国北方寒季建筑物土体的冻胀及防冻技术措施]
![土体产生冻胀的原因[浅析中国北方寒季建筑物土体的冻胀及防冻技术措施]](https://img.taocdn.com/s3/m/6c228b8c9b6648d7c0c746de.png)
土体产生冻胀的原因[浅析中国北方寒季建筑物土体的冻胀及防冻技术措施]1 冻土的概念及特性凡含有水的岩石及土体，均含有一定的水份，在地基基础设计规范GBJ7-89用（W）来表示天然的含水量。
冬季当温度降低到其冻结温度时，土中的孔隙水结成冰，伴随冰体的产生，固结了土体中微细的颗粒。
各种土体中冰的离析作用，将伴随着一系列非常复杂的物理及化学变化。
以及达到受力的改变。
水分增减，孔隙深液浓度的增大和土体不均匀变形，引起应力产生应变，这是符合材料力学的虎克定律。
这就是冻土产生的根本原因。
不同的土粒比重它的孔隙比是有区别的。
粘土的透水性能较差，吸水率较高，它的冻胀力也越大。
2 土冻胀过程齐市地区按规范（GBJ7-89）规定，季节性冻土标准冻深为2.2M。
冬季期间，潮湿的土体受冻后固结，产生向上的法向应力产生冻胀。
春融季节，冻土吸收外部的热量，出现融化，引起土体沉陷。
周而复始引起土体冻胀――沉陷。
尽管季节性冻土区或者长年冻土区地质条件不一，但这种过程同样存在。
他们的性质有相似的一面也有差别的一面。
对于象齐市地区这种冻土曲线特点应是自上而下单向冻结，冻结过程比较缓慢，往往需要四－六个月的时间，即十月末直至第二年的四月份左右，齐市也把此段视为冬季施工阶段。
最大冻结期间多在一至二月份。
当春暖花开冻土层处于上下双向融化（地热作用）融化速度较迅速，仅一、二个月的时间。
3 冻土地区建筑物的破坏特征3.1 桩、柱下独立钢筋砼基础寒冷地区桩，柱下独立钢砼的基础，冻害相当普遍严重。
某地区的桩埋入土中长度为6M，每年冻拨约50MM左右，据多年统计，现已拨出1000MM左右。
国家标准（GB*****-92）规定：如平均气温低于50时，不得浇水养护，在冬季施工期中，环境气温较低，这种情况下使用薄膜养生液、防水纸或塑料薄膜等封闭材料来封闭混凝土中的多余拌合水，以实现混凝土的自然养护。
但应注意，有些薄膜养生液（例如以水玻璃为主要成分的薄膜养生液）低温下成膜性能差，甚至不能成膜或出现冻胶现象。
浅谈季节冻土区冻土冻胀原理
浅谈季节冻土区冻土冻胀原理摘要季节冻土区冻土冻胀造成工程破坏，影响工程正常使用。
我们只有熟悉和了解冻土成分、结构、物理性质、土体的冻胀、冻胀的影响因素，才能结合实际情况采取相应的工程措施，使土体的冻胀破坏对工程影响最小。
关键词冻土区构造冻胀原理随着我国经济建设的发展，在冻土地区各项工程建设也在大规模进行。
冻土作为建筑物的地基有着不同于融土的很多特性，如果不能正确认识它、了解它的性能，仍按常规融土地基设计理论与方法进行各项工程设计和施工，势必造成工程破坏，影响工程正常使用。
了解冻土的目的在于了解其成分、结构、性质和状态；从而了解其冻胀现象、规律以及工程因素对其的影响，从而更好的认识、掌握在冻土区进行工程建设的理论与方法。
一、冻土凡是温度等于或低于0℃以下，并含有冰胶结层的土为冻土。
土的冻胀和融沉对建筑物的危害，均是由于图中水相变所致。
土体冻结时，不仅其温度处于0℃以下，更重要的特征是其中有冰的存在，它使得原来松散的介质，表现出固体的性质，其物理-力学性质有很大改变，例如抗压强度增大、压缩性减小等，而融化时，由于抗减强度的下降，造成工程的破坏或失事。
1.冻土的基本成分。
冻土由固体部分、液体部分和气体部分组成。
固体部分由土的骨架和负温矿物组成。
冻土的骨架一般是矿物和极少数的有机沉淀物；负温矿物包括水、冰盐合晶和负温下结晶水化物，其中冰的形成和特征以及与冻土骨架相对数量和空间排列，对冻土性质影响极大。
液体部分是未冻水。
这种水是各种可溶物质的自然水，它在冻土中被吸附在土颗粒表面，作为吸附水存在。
气体部分有水蒸气、空气、沼气以及其他气体。
处在自由状态和吸附式密封状态。
自由气体的数量取决于土的孔隙度，吸附气体的数量与冻土骨架的数量、成分和孔隙有关，并与冻土有机含量相关。
2.冻土的结构。
冻土的结构是指微观上的矿物质点及其聚合物、冰晶的形状和大小以及冰胶结的形式。
3.冻土的构造。
根据冻结强度、边界条件、土体从单向冻结还是从多向冻结、有无地下水源补给条件等，决定着在冻结过程中冻土中冰晶体的形状、大小及与矿物颗粒间的相对排列方式，从而形成不同的冻土构造。
严寒地区道路冻胀的原因解析及防治措施
２ 道路 冻胀 形成 的原 因
中的水 尤其 是外界补给水分的聚集冻 结使土体 的体积增 大 ， 引起
一
在 季节 冻土区 ， 路基 冻胀 主要 是 由于大 气温 度下 降 ， 土体 换 材 料 的情 况 。 使
沉陷等 病害 （ 图 １ ， 见 ） 降低或破 坏路 面的平稳度 ， 响车辆 通行 影
和行车安全 ， 短道路使用寿命。 缩
深度。但 是 ， 由于冻 害作用受积雪 、 除雪 程度 、 日照 条件等 因素影
响很大 ， 以一般根 据 当地具 体情况 ， 经济 和经 验两 方面 来确 所 从 定 ， 以采用廉价 的粗颗粒材料 ， 可 置换深度约为最 大冻深 的 ７ ％。 ０
严寒地 区道路冻胀 的原 因解析及防治措施
区道路 易产 生裂缝及 产生隆起 或下沉等破坏 形式 ， 分析 了冻胀 力对道路 的影 响 ， 并从 设计入 手提 出
了采用保温、 置换 等解决道路破 坏的具体方法 ， 而确保 车辆通行和行 车安全 ， 从 延长道路使用寿命 。 关键词 ： 道路 冻胀 ， 路基 ， 季节性 冻土 ， 翻浆
中图分类号 ： ４ １ Ｕ ２ 文献标识码 ： Ａ
１ 冻土 和道 路冻 胀 的形成
冻土是一种 由固体土颗粒 、 、 冰 液态水和气体 四种基本成分所
（ 冬季冻结 ， 夏季全部融化） 和瞬时冻土（ 几个小 时至半月 ） 三类。
３ 影响冻 胀 的 因素
影 响冻胀 的主要 因素 为 ： ） 有冻 胀 敏感 性 的 土 （ ： 性 １具 如 粘
影响土体冻胀的主要因素及冻胀防治
影响土体冻胀的主要因素及冻胀防治江帆【摘要】With the increasing development of science and technology, the lack of resources seriously affected the People's Daily life, which makes the scientists had to turn to underground resources. The application of freezing method is more and more widely, in northern of our country mostly belongs to the alpine region, frost heave reason is that the main factors of hydraulic structure engineering damage. Understand the frost heave factor of land, analysis the influence of various factors on the frost heave of soil, such as the soil particles to the influence of frost heave and the influence of moisture on soil frost heave, the in-fluence of temperature on soil frost heave and the influence of the external load of soil frost heave, and so on, can effectively e-liminate the harmful effects of frost heave. It has important theo-retical significance in the prevention of frost damage.%随着科学技术的日益发展，资源的匮乏严重影响了人们的日常生活，这使得科学家们不得不转向地下资源。
冻土地区水电工程衬砌渠道及建筑物冻胀破坏的因素及防范措施
冻土地区水电工程衬砌渠道及建筑物冻胀破坏的因素及防范措施我国冬季冻土地区主要分布在西北、华北及东北地区，面积约513.7万km2，占国土面积的53.5%。
近几年来，国家加大了对冻土地区水利工程的配套、建设和治理力度，由于平均气温都在-10℃以下，最大的冻土深度在0.8～18m之间，冰冻期长达4个月之久，因此，水电工程衬砌渠道及建筑物冻胀破坏是冻土地区普遍存在的问题，经调查，其中有12%遭受严重冻胀破坏，48.6%遭受轻微冻胀破坏，严重影响了水电工程衬砌渠道及建筑物的安全和正常使用，不能充分发挥工程效益，浪费了大量人力物力。
对于这些水电工程衬砌渠道及建筑物应采取什么样的防冻胀措施才能经济、合理而有效地防止冻胀破坏是亟待解决的关键性技术问题。
一、水电工程衬砌渠道及建筑物冻胀的主要影响因素1．土粒组成冻土地区水电工程衬砌渠道及建筑物是否产生冻胀主要取决于土颗粒的大小，不同的土颗粒组成对衬砌渠道及建筑物冻胀的影响程度也不同，一般壤土地基较轻，黏土地基较重，按粒径组成可划分为非冻胀性土和冻胀性土。
非冻胀性土之所以不产生冻胀是因为土颗粒间隙大，存在网体，水易渗透，土体中无停留水，冻胀性土之所以冻胀是因为土颗粒间隙小，表面积大，不存在渗水网体，与水相互作用的能量也相对增大，使土体中的毛细水不易渗透，停留在土体中，低温下结冰膨胀而产生冻胀。
2．水土体中水份的多少是引起土体冻胀的主要因素之一，地下水位低的部位较轻，地下水位高的部位严重，地表土体中的水分主要来自降水、灌溉水和地下水的补给。
3．气温土体的冻结过程，实际上是土体中温度的变化过程，气温是水电工程衬砌渠道及建筑物产生冻胀破坏的先决条件，在冻土地区是不可抗拒的，工程建筑中防冻胀的措施是对主冻胀带边界条件下进行处理、置换，使水电工程衬砌渠道及建筑物在低温情况下不发生冻胀破坏，从而达到防冻胀的目的。
4．渠道走向和建筑物朝向渠道坡面及建筑物的朝向不同，造成渠道坡面及建筑物断面上各部位的冻胀也各有差异，一般南北走向的渠道及建筑物阴面比阳面冻胀深度大些，东西走向的渠道及建筑物阴面比阳面冻胀的深度还要更大些。
季节性冻土路基冻胀机理与防治技术浅析
季节性冻土路基冻胀机理与防治技术浅析【摘要】本文阐述了季节性冻土路基的冻胀机理，分析了土的类别、冻前含水量和地下水位这三个因素对路基冻胀的影响，并提出了采用置换法、隔温材料法、设置毛石垫层等技术措施对路基的冻胀进行防治。
【关键词】季节性冻土；路基；冻胀我国幅员辽阔，其中很大一部分面积处于中高纬度地区，因此，我国冻土分布非常广阔，冻土面积约占全国面积的75%。
冻土分为永冻土和季节性冻土。
我国季节性冻土面积约为513.7万平方公里，约占国土面积的53%。
土壤的冻胀是我国北方季节性冰冻地区普遍存在的地质现象，路基冻胀是这些地区公路路基特有的破坏现象，因此，在我国交通运输设施建设中，如何解决好路基土的冻胀问题对工程建设的影响就显得尤为重要。
路基冻害问题比较复杂，涉及因素多，必须从理论上去认识和了解冰冻作用的物理力学性质，了解冻胀的机理和特点，掌握和发现冰冻作用过程的规律，进而找出防治冻害措施。
1.土壤冻胀形成机理在季节性冻土地区，秋冬交替季节，由于大气温度的下降，在大地与空气的热交换过程中，土体温度降到土中孔隙水结晶点时，土体便发生冻结。
随着土中原位孔隙水及来自外界水源的迁移水的结晶，土体中将会出现冰晶体，导致土体体积膨胀，引起附加的应力和变形，这就是冻胀现象。
冻胀的外观现象是土层的均匀或不均匀隆起、鼓包、开裂等。
到了春季，冻结后的土体从上层开始融化，但冻土层的下层尚未溶解，水分无法下渗，使土体处于饱和及未饱和的状态而导致土体强度降低。
一旦土体中冰侵入体消融成水，而土体又未能完全排水固结，就会从上部结构发生沉陷变形及道路翻浆等融沉现象。
这种现象对路基、桥梁、渠道等交通设施的施工与维护造成了很大的困难，为人民的生活带来了极大的不便。
土是由固体颗粒、液体水和气体组成的三相体。
固体土粒是土的最主要的物质成分，由许许多多大小不等、形状不同的矿物颗粒按照各种不同的排列方式组合在一起，构成土的骨架主体，称为“ 土粒”。
简述寒地道路冻胀原因分析与防治措施
体 形状 的霜 柱 ， 使 路 面产生 隆起 的一 种 现象 。 隧道 侧 墙 的破 坏 主要 由于 土 中霜
影响 冻胀 的主要 因素 是 Ｙ － Ｎ， 目前对 土 的含水 量 、 土颗 粒 的大小 给予 冻胀 的影响 作用 也被 重视 起来 了 。 冻胀 破坏 的程 度大小 与颗 粒组 成 中的粉 土 ， 粘土
说， 冻 胀量 也 大 。
地下水 位对地 基产生 的冻 胀量有很 大的影 响 。 对 颗粒较 大的透 水 隆较 高的
土， 如 果荷 载作 用力 小到 可 以忽略 不计 时 ， 冻胀量 与距 地 下水位 距离 的平 方成 反比。 同时 ， 当地 下 水位在 大 于２ 米时， 冻胀 现象 很小 ， 或 基本 不 发生冻 胀现 象 。
措施。
路 面冻 胀 ， 是 由于冻 胀作 用造 成 的路面破 坏 ， 主 要 由于路 面产 生 了冻胀变
形， 而这 种变 形在 道 路横 断面 方 向上是 不均匀 的 在路 面中央 冻胀变 形量最 大 ， 因而在 道 路 中线上 出现 较大 裂缝 。 道 路 横断 面方 向出 现不 均匀 冻胀 的原 因 ， 主 要 是 由于 路 肩 附近路 面 有积 雪 堆积 ， 使这 部分 路 面结 构 在寒 冷 时期有 隔温作
柱 的作 用使 土 体沿 冷却 方 向的横 向产 生冻 胀 ， 从 而使 隧道 的侧壁 ， 向冷 空气侵 入 的 隧道 中心轴 方 向推 移 ， 因而 沿着 侧墙 部分 的 水平方 向 产生 了作 用力 。 坡 面 上 的冻胀 作用 是沿 着垂直 方 向发生 的。 冻 胀作用 使道 路产生 的破 坏状态 在 中央
查 的 要点 。
地 基的 冻结 深度 更 为必 要 影 响地 基 冻结 深度 的最 重 要 因素 是当 地 的地表 温 度。 但 在实 际应 用 中 ， 可 以利用 附近 气象 观 测站 的资 料 。
严寒地区路基冻胀原因分析及整治
严寒地区路基冻胀原因分析及整治摘要：严寒地区路基由于地表水下渗以及地下水的毛细上升、冻结过程中产生聚冰效应，导致基床水分聚集，致使填料含水率较大，冬季严寒时路基、尤其是路堑及低路堤地段出现冻胀从而导致轨道抬升。
因此，为了减小路基基床含水率，采用了疏堵相结合的处理措施，确保既有设施的安全。
关键词：严寒地区；路基冻胀；整治；路基冻害在路堤段数量最多，过渡段次之，路堑段最少。
发生冻害的地段多是低矮路堤和零断面换填路基。
冻害区段地表水、地下水丰富，部分区段水位较高，导致路基在冬季负温作用下发生冻胀。
一、季节性冻土区铁路路基从整个东北地区地形、气候和地质环境来看，具备了路基冻胀发生的条件。
而东北地区也是我国受冻害影响最严重的地区，冻害严重影响着铁路安全运营，每年冬季都要花大量人力物力进行线路维修，降低了列车运营效率。
二、东北地区环境条件对路基冻害影响1.东北地区东西主要为低山丘陵，可形成较厚的风化残积层；而中部为强烈沉降区，地势低洼，聚集水，使地下水很浅。
2.大部分地区降雨，从东南向西北，降雨只有西北部降雨局部为200～300mm，从东南向西北减少。
降雨主要集中在6、7、8月份，基本可渗透路基。
3.气候寒冷，路基冻深为80～230cm，北部还出现多年冻土。
4.在低山丘陵有风化残积层，由碎石或黏土夹碎石组成，山麓地带、山间谷地、盆地松散层堆积相对较厚，坡洪积类型。
岩性为腐殖土、粉土、黏土夹碎石、砾石。
在沉降平原区，为粉土和黏土。
三、根据冻害调查资料的分析，总结引起路基冻害的普遍原因是：1.路基基床的表面不平整，造成基床表面积水加之道床脏污引起道碴陷槽或道碴囊等表层冻害。
冻害深度和强度随道碴陷槽或道碴囊的深度不同而不等，最终造成线路下沉等冻害；2.路基填筑的土体来源不同，特别是基床部分，大都来自当地的粉质粘土，一般含水量较大。
由于填筑时的土层厚度不均及夯实密度不同，引起土体冻胀量差异，形成冻害；3.路基低矮，两侧多是农田、沼泽和湿地，或上游侧地表排水不畅。
寒冷地区渠道冻胀破坏原因及防渗措施
寒冷地区渠道冻胀破坏原因及防渗措施作者：关建春来源：《中国新技术新产品》2008年第20期摘要：渠道冻胀破坏是由于渠基土受冻体积膨胀顶托衬砌而形成，冻胀破坏是寒冷地区渠道建设中的一大难题，因此分析冻胀破坏形成的原因，对防渗措施的拟定实施提供了有力的参考。
关键词：渠道；冻胀破坏；防渗措施1 渠道冻胀破坏分析渠道冻胀破坏是由于渠基土受冻体积膨胀顶托衬砌而形成，渠基土受冻体积膨胀必须具备以下条件：寒冷气候区持续的负温条件；土壤中自由水和毛细水的存在，并且有通畅的水分补给通道；土壤本身的物理力学性质，包括土的颗粒组成，矿物质成份等。
冻胀破坏是寒冷地区渠道建设中的一大难题，由土壤中的水、土体颗粒物理性质和负温所致.1.1 各因素间的相互关系我们知道渠基土中含有土壤水，这些土壤水主要是由土粒子间填充的自由水和吸附在粒子周围的束缚水组成，自由水的的多少与粒子间空隙的大小有关，束缚水的多少与土粒子总的表面积有关。
针对渠道砼面板基土来说，因为其多为夯实土，粒子间隙小，所以其含水量的大小主要与粒子周围束缚水有关。
而束缚水的多少又与基土的性质有关，即土质组成颗粒越细，其颗粒的比面积就越大，粒子所吸附的水份也就是基土的含水量就越多。
这样，当气温长时间处于0℃以下时，基土中水份就會结冰，根据水在结冰时体积增大0.09倍的性质，基土的体积也将增大，这将给其上的砼面板产生向上的推力，如果该力足够大，将引起砼面板在该力方向上的位移，或使板体本身发生破裂，翘起，滑落，严重的将导致渠道边坡塌陷。
1.2 冻胀基土中的水份迁移原理由于在不同土颗粒表面吸附水之间存在着电位差，当气温长时间低于0℃时，在该电位差和毛管水表面张力的共同作用下，土颗粒表层的活跃水分子将会顺着温度梯度方向向土壤水冻结峰面迁移，如果基土水份有充足的补给源，基土冻结锋面将会产生更为严重的冻胀。
因为常规冻胀量一般为原来体积的10%～50%，而在水份迁移的情况下，冻结锋面上的冻胀量可达到原来体积的数倍。
冻胀性土的原因分析及防治措施有哪些？-工程
冻胀性土的原因分析及防治措施有哪些？-工程
冻胀性土的原因分析及防治措施有哪些？
1．现象
土在冻结状态时，有较高的承载力和较小的压缩性，甚至无压缩性，但冻融后承载力大大减弱，压缩性增高，产生大量融沉，对地基的稳定性影响很大，常造成建筑物裂缝、倾斜、倒塌，
2．原因分析
在寒冷地区，当温度等于或低于0℃时，含有水的土，其孔隙中水结成冰使土体积产生膨胀；当气温升高，冰融化后体积缩小而下沉，由于融化、冻胀深浅不一，导致建筑物不均匀下沉造成裂缝、倾斜甚至倒塌。
这种冻胀融沉与土的颗粒大小和含水量有关，土颗粒愈粗，含水量愈小，冻胀融沉就愈小(如砂类土基本不冻胀)，反之就愈大如粉砂粘性土)。
冻土按冻结状态又分季节性冻土和永冻土两类，前者有周期性的冻结融化过程，后者冻结状态持续多年或永久不融。
3．预防措施
(1)地基宜选在干燥较平绥的高阶地上，或地下水位低、土冻胀性较小的建筑场地上，
(2)基础宜深埋于季节影响层以下的永冻土或不冻胀土层上。
(3)加强结构刚度，或采用独立基础、桩基或砂垫层等措施，尽量减少冻胀融沉的不均匀变形。
(5)基础梁下有冻胀性土时，应在梁下填以炉渣等松散材料，并留5～15cm空隙，以防止因土冻胀将基础梁拱裂。
室外台阶、散水坡宜与主体结构断开，散以非冻胀性材料。
(6)对冬期开挖的工程，要随挖、随砌，随回填土，严防地基受前不能交付正常使用的工程，应对地基采取相应的过冬保温措施。
季节冻土区变电站结构在地基土中的冻胀分析
季节冻土区变电站结构在地基土中的冻胀分析随着社会经济的迅速发展及电量需求的大幅度增加，同时伴随着西电东输工程的推进，电网建设在西部地区得到大力发展。
我国在内蒙、新疆等西北地区存在大量季节冻土，冻深大、冻期长等特点为变电站、换流站等电网建设带来技术难题。
季节冻土是指冬季地表土冻结、夏季全部融化的土，且冻结时间小于一年，冻结初期，地表土层中的水分率先冻结，土体出现冻胀现象，随着冻结时间增加，在温度梯度的作用下，下部土体的水分不断向上部迁移，最终冻胀量可达数十厘米。
如此大的冻胀量，有可能会造成变电站基础失稳、电缆沟开裂等结构破坏问题。
1 冻胀对基础结构产生的力学效应地基土在冻结状态下土中的水结冰，随着外界水源的不断补充，冰晶不断增长，土体不断膨胀，当土体膨胀受到外界约束时，则表现出土体的冻胀力，在变电站刚性基础的约束下，冻胀力逐渐增加，最终对地基土中的结构产生影响。
冻胀力一般可分为水平冻胀力、切向冻胀力和法相冻胀力。
1.1 水平冻胀力变电站、换流站等油池壁、蓄水池等两侧土体不在同一水平线上的结构，在一次土体的冻胀力作用下会产生水平位移、裂缝等问题。
水平冻胀力的产生和诸多因素相关。
土体的冻胀等级越大，冻胀力越大，通常情况下细粒土体冻胀性大于粗粒土，粘粉颗粒含量较高的土体冻胀性越大。
水分的含量也是影响水平冻胀力大小的主要原因，通常支挡建构筑物含水量随着深度的增加含水量逐渐增加，含水量小于冻胀起始含水量时，并不产生水平冻胀力，当含水量超过冻胀起始含水量时，冻胀力产生并逐渐增加，当达到一定冻胀力后，由于冷缩现象，冻胀力出现减小趋势。
支挡结构在冬季采暖期，由于结构内墙温度大于外墙温度，在基础的约束作用下，支挡结构产生向填土方向的变形，使得冻胀力由下到上逐渐增大。
1.2 切向冻胀力切向冻胀力一般迟于土体冻胀而产生，切向冻胀力的产生需要基础与土体存在冻结力，同时土体发生冻胀。
若只存在冻结力，土体不发生冻胀，切向冻胀力则不会产生，若土体只发生冻胀，而没有冻结力的产生，也不会有切向冻胀力的产生。
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冻土地区冻胀的原因分析
及解决措施
土建室张鑫鹏
2019-10-16
1 成因分析 (1)
1.1 水结冰后膨胀 (1)
1.2 毛细现象和冰晶体的形成 (1)
2 影响冻胀的因素 (3)
2.1 土质对冻胀的影响 (3)
2.2 土中水分对冻胀的影响 (3)
2.3 温度对冻胀的影响 (4)
3 冻胀的破坏影响 (4)
4 应对的解决措施 (5)
4.1 置换法 (6)
4.2 隔温法 (7)
4.3 隔水法 (8)
4.4 稳定土处理法 (8)
5 结束语 (9)
参考文献 (9)
冻土地区冻胀的原因分析及解决措施
张鑫鹏
摘要：冻土地区路基的病害及其相应的防治措施一直是困扰工程的难题。
如冻胀、融沉等。
**处于北方严寒地区，在道路铺设，和基础设置等方面，受到冻胀的影响很大，往往为了解决冻胀问题花费更大精力和投资，并且存在特殊地质条件和投资控制等因素影响，有些项目无法完全避免冻胀的产生和影响，处理不当会给日后使用带来很大影响，根据冻胀原理和多年的经验教训，本文着重分析冻胀的起因和处理措施等，希望能为今后设计和施工带来更多帮助和解决思路。
关键词：冻土地区；冻胀；成因；解决措施
1成因分析
1.1水结冰后膨胀
我们知道，水在摄氏零度结冰，体积比原体积大十分之一，水结冰的过程中体积增大，产生占位空间，挤动了其它物体，作用在其它物体上的力就是冻胀力。
这种单独的原位冻胀造成破坏力相对较小。
1.2毛细现象和冰晶体的形成
土体的冻胀分为原位冻胀和分凝冻胀两种。
而对工程中破坏巨大的是由于外界水分迁移补给形成的分凝冻胀，是由毛细
现象和冰晶体共同作用形成的。
毛细现象是指土中水在表面张力作用下，沿着孔隙向上及其他方向移动的现象。
在形成毛细通道时就构成毛细水的上升。
当冰冻季节冻结时，土中水分向冻结区迁移并积聚，土颗粒孔隙中的自由水在0℃以下时，自由水首先冻结成冰晶体。
随着**温的继续下降，周围未冻结区土中的水分会向表层冻结冰晶体迁移积聚，使冻结区土层中水分逐渐增大，冻结后的冰晶体也不断增大，只要冻结区周围还存在着水源，并且还存在适当的水源补给通道即毛细通道，能够源源不断地补充给冰冻体所需的水分，在这一不平衡的引力不间断地作用下，未冰冻区的水分不断地向冰冻区迁移积聚，使冰晶体不断扩大，在土层中形成冰夹层，土层在冰夹层作用下体积会发生膨胀，也就是冻胀。
冻结区域冰晶体不断增大，不断吸引周围的水分，不断发生体积继续膨胀现象，一直继续到切断冰晶体所需的补给水源，此时的水分继续
迁移积聚、冰晶体继续增大才会停止。
2影响冻胀的因素
2.1土质对冻胀的影响
土的冻胀主要是由于水分的迁移导致的水分大量积聚而引起的。
土中水的迁移取决于当地的土质条件。
含粉粒多的细粒土的渗透性较强，且毛细水可以及时补给，故水更易大量聚集，所以细粒土的冻胀很明显。
当地下水位相同时，土壤的冻胀量随土颗粒大小而异，颗粒越粗，冻胀量越小；颗粒越细，冻胀量越大。
粉性土冻胀量最大，粘性土次之，砂砾土最小。
冻土的水分迁移量为粉粒>粘粒>砂粒。
主要原因是：当粒径大于0.1mm，在无粉、粘土颗粒充填情况下，表面能很低，表面吸附作用几乎没有，很难形成薄膜机械或毛细机构，冻胀性很小；当粒径尺寸为0.1～0.05mm的细砂时，就是饱和水状态下冻结，冻胀性也很小；但当粒径处于0.05～0.005mm 时，土具有最大的冻胀性；当粒径小于0.005或更小时，因为颗粒的分散性极大，表面能相当高，土中水多为土粒强烈束缚，强吸附水量增大。
如果这种粒径的含量超过50%，因土中孔隙过小，造成了水流通路的阻塞，形成不透水的隔离层使水迁移困难，则冻胀性急剧减小，故土的分散性对冻胀性的影响最严重。
2.2土中水分对冻胀的影响
我们知道，土的冻胀是由于土中水分冻结成冰造成的土体积
膨胀，可见水分是冻胀的首要条件，而土中水分的多少是影响冻胀的基本因素。
水的主要来源一个是大**降水及各种排水和人工灌溉引起的回归水，而大**降水影响最大的是冻前的降水量。
第二个是地下水，而且关键是地下水距地表的距离。
地下水位越高，土的冻胀就越大。
2.3温度对冻胀的影响
负温是冻胀产生的必要条件之一，土体在负温下冻结，而且在不同的负温下显示出不同的冻胀特性，在开敞的体系中，其冻胀可分3个阶段：第一阶段，土体冻胀强度随负温的降低而剧烈地增长，其增长值约占最大冻胀值的70～80%；负温变化范围为起始冻结温度至-3℃左右。
第二阶段，土体冻胀强度增长缓慢，其增长值一般占最大冻胀值的10～20%负温变化在-3～-7℃。
第三阶段，土体冻胀率处于稳定或略有增长，一般在5%左右，负温变化在-7～-10℃。
3冻胀的破坏影响
水分迁移和积聚,冰晶体不断扩大形成冰夹层,土体随之发生隆起,出现冻胀现象。
当土层解冻时,土中积聚的冰晶体融化,土体随之下陷,即出现融陷现象。
反复的冻胀和融陷现象造成工程中巨大破坏。
造成积水冻结膨胀形成冻胀病害，其最大量有50 mm，一般在30 mm～40 mm，多在25mm 以下。
冻胀形成时间从10 月到次年3 月末，之后便趋于稳定。
近几年小区改造等项目中，如果遇到地下水位较高、土质软弱、施工夯实不足等情况，常引起较明显的冻胀现象，造成道路铺装的拱起、散水倒坡、单元门无法正常开启等影响。
随着4月初的融陷，又造成冻胀和融陷幅度不均匀，铺装成波浪形，道路开裂等破坏。
2019年12月，**至大连客运正式运营。
哈大客专造价超千亿元，设计时速350公里，实际运行时速却不到200公里。
原定于2019年4月1日提速计划延迟，据媒体报道，因2019年下半年，哈大客专路基出现大面积冻胀。
4应对的解决措施
**地区属寒带地区，随着自然环境和**候变暖，**的开发建设，人员增加，生产、生活的活动，**温也不断的升高，因此，工程建设防冻胀冻切的方法也在不断变化。
****开发建设初期，冻土层最深可达3米，而最近几年来冻土层深仅2.1米。
冻胀现象的产生必须同时具备土质、温度、地下水三个因素的作用。
因此，为了防止道路冻胀作用的产生，只要消除这三个因素中的一个，就能达到防治目的。
工程中的防治道路冻害措施可以归纳为“置换法”、“隔温法”、“隔水法”及“稳定土处理法”。
4.1置换法
置换法是采用非冻胀材料换填部分冻胀性土的方法。
置换深度应该由防止冻胀引起的路面破坏和春融期土基及底基层承载能力降低来决定，在防止冻胀引起的路面破坏时，最好采用不易引起冻胀的材料换填到理论最大冻结深度。
但根据大量国内外文献，一般说来，只要置换到理论最大冻深的70%即可。
考虑到冰害作用受积雪、除雪程度，日照等影响很大，所以置换率一般还需根据当地具体情况分析。
实际项目中，由于置换深度较大，成本较高，很难完全采用这种方式，而多数采取部分置换为中砂等，厚度多为
300~500mm，一方面置换部分冻土，另外也能起到缓解冻胀力的作用。
4.2隔温法
为了防止道路的冻胀破坏，在采用隔温材料时，要选择热传
导率小的材料，才有较好的隔温性能。
材料的隔温性能要持久，承载能力要高，耐水性好，并且要经济。
满足这些条件的材料有聚苯乙烯薄板等。
采用这种方法，要注意在隔温层上的垫层施工工艺的问题。
因为运输垫层材料以及采用机械压实过程容易使隔温材料破坏，并且会将粗粒材料压入隔温层中。
为此，可以在隔温层上撒铺数厘米厚的砂，然后再铺20～30cm的砂砾进行碾压。
4.3隔水法
防止地面雨水、雪水下渗,同时加强路基排水,确保路基面以下一定深度范围内地基土的含水量不会由于地表水下渗而增大。
可以采取在基床表层范围内铺设复合土工膜隔水的措施,以达到封闭的效果。
并结合降低地下水位等措施。
对于新建公路来说，通常采用提高路基高度的设计方法，使路基远离水源，从而有效地降低路基冻胀现象。
4.4稳定土处理法
道路的基层如使用不够稳定的土类，可掺入适当数量的水泥进行处理，能提高其强度和承载能力，并增加抗冻和抗水性能。
但水泥剂量过大也会产生收缩裂缝。
至于粉碎、拌合与压实等工序也很重要，必须合乎要求。
这种方式比较常见的使用在实际项目中。
5结束语
在以上这些措施中，工程中应首先考虑采用在预想冻深范围内换填冻胀土的置换法，而在冻结深度较大、交通量比较少或缺
少优质置换材料的情况下，适于采用隔温法防止冻胀。
稳定土处理法则是用于粘性土构成的软弱路基情况，也可与置换法配合使用。
道路冻害的防治措施，除以上论述的常用方法外，还有不少具体方法。
考虑施工时的实际情况，综合运用各种防治措施和手段，因地制宜，就地取材，才能取得既经济又有效的防冻胀效果。
参考文献
JGJ 118-2019 冻土地区建筑地基基础设计规范
CJJ 37-2019 城市道路设计规范。