冻土中微裂纹尺寸的识别与确认_李洪升
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二、成像测井识别高角度裂缝
高角度裂缝是指倾角在60°~90°范围之内 的裂缝，这类裂缝由于倾角比较大，所以不易 被压实，具有良好的储集能力，是重点需要识 别的一类裂缝。
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三、成像测井计算裂缝参数
FMI成像测井不但可以定性识别裂缝，还可以对 裂缝进行定量计算，所输出的参数有：
参数名称 英文名称
利用成像测井识别裂缝
主讲人：李伟伟 小组成员：范坤宇、李勇军、陈强、刘田
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利用成像测井识别裂缝
在储层评价中，裂缝识别是很重要的一个 环节。利用常规测井资料（Rlld、Rlls）可以识 别裂缝，但是所建立的模型一般都是在某一地 区适用，不具有一般性。
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利用成像测井识别裂缝
成像测井（FMI、DSI等）是一种可以直观 快速识别裂缝的手段，它不但可以定性识别裂 缝特征，还可以定量计算裂缝参数。
FVDC 1.73977 1.73977 1.73977
3.53 5.25153 6.97205 8.05611 10.19129 13.90861 13.92822 12.26495
FVPA 0.00005 0.00032 0.00032 0.00048 0.0013 0.00139 0.00197 0.00218 0.00277 0.00577 0.00653
单位
裂缝密度
FVDC
1/m
裂缝长度
FVTL
1/m
裂缝发育度 FVDA
1/m
裂缝宽度
FVAH
cm
裂缝孔隙度
FVPA
%
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三、成像测井计算裂缝参数
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三、成像测井计算裂缝参数
冻土材料非线性断裂模型的试验研究
第25卷 第7期岩石力学与工程学报 V ol.25 No.72006年7月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering July ，2006收稿日期：2005–01–12；修回日期：2005–04–05 基金项目：国家自然科学基金资助项目(50278010，10472020)作者简介：李洪升(1939–)，男，1964年毕业于大连工学院工程力学系，现任教授、博士生导师，主要从事岩土与环境力学方面的教学与研究工作。
E-mail ：hsli@冻土材料非线性断裂模型的试验研究李洪升1，王悦东1，李亚民2(1. 大连理工大学 工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁 大连 116023；2. 大连交通大学 环境科学与工程学院，辽宁 大连 116028)摘要：冻土是多相体复合材料，土体冻结过程中在内部形成空穴、裂隙等多种缺陷。
把这些缺陷简化为冻土中的初始裂纹，应用断裂力学理论和试验方法，研究冻土的非线性断裂过程和特征。
结果表明：冻土非线性断裂破坏过程由弹性阶段、微裂纹损伤区形成阶段和软化阶段组成，其中微裂纹损伤区形成阶断是冻土非线性破坏的主要表征。
把微裂纹损伤区简化为假想裂纹处理，可称为虚拟裂纹，并考虑冻土中冰晶体胶结力作用，给出冻土非线性断裂破坏的胶结力裂纹模型；讨论胶结力的性质与分布，给出微裂纹损伤区长度确定的方法，为理论分析与数值计算提供依据。
同时，还对胶结力裂纹模型涉及的非线性断裂韧度指标δC 进行测试，给出相应测试方法和结果。
关键词：土力学；冻土；非线性断裂破坏；微裂纹损伤区；断裂韧度中图分类号：TU 43 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2006)07–1391–05EXPERIMENTAL STUDY ON NONLINEAR FRACTURE MODELSOF FROZEN SOILLI Hongsheng 1，WANG Yuedong 1，LI Yamin 2(1. State Key laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment ，Department of Engineering Mechanics ，Dalian University of Technology ，Dalian ，Liaoning 116023，China ；2. School of Environmental Science and Engineering ，Dalian Jiaotong University ，Dalian ，Liaoning 116028，China )Abstract ：Frozen soil is a kind of multi-phrase compound material. There are many defects and micro-cracks in frozen soil. Supposing the defects as the initial crack ，using the theory and testing method of fracture mechanics ，the nonlinear fracture process and character of frozen soil are investigated. The result shows that the nonlinear fracture process of frozen soil is composed of elastic period ，micro-crack damage zone(MDZ) forming period and softening period. MDZ forming period is the main feature of nonlinear failure of frozen soil. The micro-crack is regarded as the virtual crack ，considering the cement ice in frozen sold ，the cementation force crack model of nonlinear fracture failure is presented. The material in MDZ is partially damaged but still able to carry cementation stress )(x σ，which is nonlinearly distributed over the length of MDZ. Then the method to calculate the length of MDZ is proposed. This model can offer some references for theory analysis and numerical calculation. Finally ，the test method of nonlinear fracture toughness index C δ involved in cementation force crack model and the corresponding results are given.Key words ：soil mechanics ；frozen soil ；nonlinear fracture failure ；micro-crack damage zone(MDZ)；fracture toughness·1392·岩石力学与工程学报 2006年1 引言近年来，部分学者用断裂力学理论与方法研究冻土的破坏行为，通过分析冻土受力过程中断裂的发生、发展来研究冻土破坏的机制，初步建立冻土破坏的准则，并在冻土工程中得到应用[1，2]。
北科大岩石力学-李长洪1.2-岩石的力学性质PPT课件
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▪ 线弹性体，其应力－应变呈直线关系
▪
σ=Eε
▪ 非线性弹性体，其应力—应变呈非直线的
关系
σ=f(ε)
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▪ 2）塑性（plasticity） ：物体受力后产生 变形，在外力去除（卸载）后变形不能完 全恢复的性质，称为塑性。
▪ 增加钢构件的截面积 A，减小其长度L。因此在许 多刚性试验机上使用了几个粗矮钢柱以加强。
▪ b.提高试验机液压柱刚度：液压柱刚度系数
Kf=kA/H.
▪ 应增加液压柱的截面积A，减小其长度H；同时要 增大液压油的体积模量K。为此，在少数刚性试 验机的液压系统中用水银代替普通液压油。
▪ c.减少岩石试件的刚度：减小试件截面积，增加 其长度。
大声响。
▪
σ
▪
o
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▪ ②在普通的试验机上，岩石达
到其峰值强度后发生突发性破 坏的根本原因：是试验机的刚 度不够大，这类试验机称为 “柔”性试验机（Soft testing machine）。
▪ 由于试验机的刚度不够大，在 试验过程中试件受压，试验机 框架受拉，如图所示。试验机 受拉产生的弹性变形以应变能 的形式存在机器中。
▪ 例如：大多数为变质岩（大理岩、片麻岩等）。
▪ 类型Ⅴ 基本上与类型Ⅳ相同，也呈S型，不过曲 线斜率较平缓。一般发生在压缩性较高的岩石中。 应力垂直于片理的片岩具有这种性质。
▪ 类型Ⅵ 应力—应变曲线开始先有很小一段直线 部分，然后有非弹性的曲线部分，并继续不断地 蠕变。
冻土中微裂纹尺寸的识别与确认_李洪升
第25卷第4期 岩 土 力 学 V ol.25 No.4 2004年4月 Rock and Soil Mechanics Apr. 2004收稿日期：2003-01-17基金项目：国家自然科学基金资助（项目批准号：50278010）作者简介：李洪升，1939年生，博士生导师，从事岩土与环境力学、冻土力学研究。
文章编号：1000－7598－(2004) 04－0534－04冻土中微裂纹尺寸的识别与确认李洪升，王悦东，刘增利 ( 大连理工大学 工程力学系，辽宁 大连，116024 )摘 要：在对冻土微观结构试验观测的基础上，提出了对冻土中微裂纹尺寸进行识别和确认的方法，给出了3种典型土质在不同温度下的微裂纹尺寸参考值，为应用冻土强度破坏准则进行定量计算与分析提供依据。
将冻土微裂纹损伤区作为冻土体的缺陷处理，并按“当量化裂纹”原则，把冻土微裂纹损伤区简化为“当量裂纹”，如此给出了理论估算微裂纹尺寸的新途径。
把理论计算与试验观测结果进行比较，二者符合较好。
关 键 词：冻土；微裂纹尺寸；识别与确认；当量裂纹 中图分类号：TU 411.92 文献标识码：AIdentification and determination of micro-crack size for frozen soilLI Hong-sheng, WANG Yue-dong, LIU Zeng-li( Department of Engineering Mechanics, Dalian Univ. of Technology, Dalian 116024, China )Abstract: Based on investigation of microstructure characteristics for frozen soil, a new method is put forward to identify and determine micro-crack size in frozen soil. Considering micro-crack damage area as defects and simplified it as equivalent crack according to equivalent crack critical. Thus, the foundation of quantitative calculation and analysis for strength failure for frozen soil is set up. Reference values for three kinds of soils under different temperatures are given; and comparison between calculation results and investigation data shows that they coincided well.Key words: frozen soil; micro-crack size; identification and determination; equivalent crack1 引 言冻土是多相复合材料，具有自身组构的极不均匀性，从而在土体内产生了各种缺陷和裂隙，如土体的孔穴、冰侵入体中的微裂隙及土颗粒与冰晶间的不稳定接触形成的薄弱点等，统称为冻土中的微裂纹。
冻土非线性临界应变能释放率的测试方法
冻土非线性临界应变能释放率的测试方法
李洪升;王悦东;刘维波;王喜闻
【期刊名称】《铁道科学与工程学报》
【年(卷),期】2007(004)001
【摘要】针对冻土材料的非线性特点,讨论了非线性临界应变能释放率GC的测试原理和方法,推导了相应的计算公式和参数确定的方法;然后给出了单边裂纹三点弯曲试样和单边"人"字切口试样的实验测试步骤和结果.结果表明,2种试样线弹性应变能释放率GC存在明显差别,但是,"人"字切口试样的GC与单边裂纹试样的G*C 一致,说明非线性应变能释放率不强烈依赖于试样的类型.
【总页数】5页(P53-57)
【作者】李洪升;王悦东;刘维波;王喜闻
【作者单位】大连理工大学,工程力学系,辽宁,大连,116024;大连理工大学,工程力学系,辽宁,大连,116024;大连理工大学,工程力学系,辽宁,大连,116024;大连理工大学,工程力学系,辽宁,大连,116024
【正文语种】中文
【中图分类】P642.12
【相关文献】
1.基于虚拟裂纹闭合法计算组合材料的应变能释放率 [J], 陈玉良;程宸;万水;蒋正文
2.Ⅱ型裂纹应力强度因子和应变能释放率关系的分析 [J], 李东风;李国强
3.Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝应力强度因子和应变能释放率的关系 [J], 刘梦和;王向东;邵兵
4.横观各向同性岩石临界应变能释放率试验研究 [J], 高吉超;李江腾;王慧文
5.岩石临界应变能释放率测试及其相关规律 [J], 林杭;李江腾;曹平
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混凝土材料中微观裂纹的识别与评估
混凝土材料中微观裂纹的识别与评估一、引言混凝土是一种广泛应用的建筑材料，它在建筑物、桥梁、道路、隧道等工程中的应用非常普遍，具有良好的力学性能和耐久性。
但是，由于混凝土的力学性质和物理性质与其微观结构有关，因此混凝土中微观裂纹的出现会对混凝土的性能产生明显的影响。
因此，识别和评估混凝土材料中的微观裂纹是非常重要的。
二、混凝土中的微观裂纹混凝土中的微观裂纹是指裂纹宽度小于0.1mm的裂缝，它们通常不能被肉眼观察到，需要通过显微镜等工具进行观察。
混凝土中的微观裂纹主要有以下几种形式：1. 微裂纹微裂纹是混凝土中最常见的微观裂纹，它们通常是由混凝土内部的应力引起的，这些应力可能是由于混凝土的干燥收缩、温度变化、荷载变化等原因引起的。
2. 气孔气孔是混凝土中一种比较常见的缺陷，它们通常是由于混凝土中的水分蒸发而形成的。
气孔可以导致混凝土的强度和耐久性下降。
3. 毛细裂纹毛细裂纹通常是由于混凝土中的水分蒸发而引起的，这些裂纹通常是非常细小的，但它们可以导致混凝土的强度和耐久性下降。
三、混凝土中微观裂纹的识别方法为了识别混凝土中的微观裂纹，通常需要使用显微镜等工具。
具体的识别方法如下：1. 光学显微镜光学显微镜是一种非常常见的显微镜，它可以用来观察混凝土中的微观裂纹。
使用光学显微镜时，通常需要将混凝土样品放在显微镜下，然后使用适当的光源来照明样品。
这样，可以看到混凝土中的微观裂纹。
2. 扫描电子显微镜扫描电子显微镜是一种高分辨率的显微镜，它可以用来观察混凝土中非常细小的微观裂纹。
使用扫描电子显微镜时，需要将混凝土样品放在显微镜下，然后用电子束扫描样品表面。
这样，可以得到混凝土中微观裂纹的非常详细的图像。
四、混凝土中微观裂纹的评估方法识别混凝土中的微观裂纹之后，需要对这些微观裂纹进行评估。
目前，常用的混凝土微观裂纹评估方法如下：1. 图像分析法图像分析法是一种比较常见的混凝土微观裂纹评估方法，它可以通过对混凝土中微观裂纹图像的分析，来评估混凝土中微观裂纹的数量、尺寸、分布等参数。
裂缝几何参数 -回复
裂缝几何参数-回复裂缝几何参数，指的是描述裂缝形态和尺寸的各种参数。
这些参数对于裂缝的识别、分类和定量化分析都起着至关重要的作用。
本文将从裂缝几何参数的定义和测量方法入手，一步一步回答关于裂缝几何参数的相关问题。
一、裂缝几何参数的定义及其意义裂缝几何参数是指描述裂缝形态和尺寸的各种参数。
裂缝的形态和尺寸信息可以帮助我们了解岩石或混凝土结构的破裂机制、断裂演化过程以及承载力和稳定性等重要性质。
因此，准确地测量和分析裂缝几何参数对于工程结构的安全评估和优化设计至关重要。
二、常见的裂缝几何参数1. 长度：裂缝的长度是指裂缝的延伸距离。
常用的测量方法有直尺、刻度尺等，并结合全站仪或GPS设备进行测量，以提高测量的准确性。
2. 宽度：裂缝的宽度是指裂缝在垂直于其延伸方向上的最大分离距离。
常用的测量方法包括裂缝计、厚度尺等。
3. 深度：裂缝的深度是指裂缝从表面到最深处的垂直距离。
测量方法一般采用全站仪或手持测深仪等设备。
4. 倾角：裂缝的倾角是指裂缝相对于水平面的夹角。
常用仪器有坠球仪、水牛仪等。
5. 倾向：裂缝的倾向是指裂缝与水平面之间的夹角。
常用的测量方法一般采用全站仪进行测量。
三、裂缝几何参数的测量方法1. 直接测量法：直接测量法是指通过人工直接观察和测量裂缝的长度、宽度、深度等参数，并记录下相应的数值。
这种方法简单直接，适用于裂缝较长且朝向明显的情况。
例如，使用经过校准的刻度尺和裂缝计进行测量即可记录相应参数的数值。
2. 间接测量法：间接测量法是指通过间接手段推算裂缝的几何参数。
比如，测量裂缝两侧的固体表面位移、变形等信息，通过相关理论模型计算出裂缝的宽度、深度等参数。
这种方法的优势是适用于裂缝在深埋地下或无法直接观测的情况。
例如，使用遥感技术或岩土力学理论模型进行裂缝参数的计算和分析。
四、裂缝几何参数的分析与应用裂缝几何参数的分析和应用主要包括以下几个方面。
1. 裂缝特征分析：根据不同的裂缝几何参数，可以对裂缝进行特征描述和分类。
CT技术在岩土工程研究中的应用
CT技术在岩土工程研究中的应用李晓宁;向铭铭;朱宝龙【摘要】The application of CT technology to rock damage measurement becomes an important field of rock damage mechanics. Based on classification and summary of the domestic and foreign literature, the measurement principle,technical specifications and development of the CT machine are described. The application of CT technology to rock damage measurement,rock damage measurement in frozen and corrosion environment,soil structure,detecting concrete quality and other special engineering are reviewed.This article puts forward the main problems that need to be investigated in the future.%利用CT技术进行岩土体损伤特性的研究是当前岩土工程的重要研究方向之一.介绍了CT技术的技术优势、发展现状、检测原理,简述了CT技术在岩石常规加载下对损伤特性、特殊环境下岩石结构细观损伤特性以及土体结构性等岩土工程研究中的应用现状,并提出该领域研究面临的主要问题.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2016(033)011【总页数】4页(P80-83)【关键词】岩土工程;CT技术;无损检测;损伤力学【作者】李晓宁;向铭铭;朱宝龙【作者单位】西南科技大学土木工程与建筑学院,四川绵阳 621010;西南科技大学土木工程与建筑学院,四川绵阳 621010;西南科技大学土木工程与建筑学院,四川绵阳 621010【正文语种】中文【中图分类】TU4521.1 CT技术的优势与发展CT技术作为一种细观力学实验手段,在物质内部结构检测方面可实现实时、无损检测,检测结果可为细观损伤模型的研究提供可靠的图形基础。
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第25卷第4期 岩 土 力 学 V ol.25 No.4 2004年4月 Rock and Soil Mechanics Apr. 2004收稿日期：2003-01-17基金项目：国家自然科学基金资助（项目批准号：50278010）作者简介：李洪升，1939年生，博士生导师，从事岩土与环境力学、冻土力学研究。
文章编号：1000－7598－(2004) 04－0534－04冻土中微裂纹尺寸的识别与确认李洪升，王悦东，刘增利 ( 大连理工大学 工程力学系，辽宁 大连，116024 )摘 要：在对冻土微观结构试验观测的基础上，提出了对冻土中微裂纹尺寸进行识别和确认的方法，给出了3种典型土质在不同温度下的微裂纹尺寸参考值，为应用冻土强度破坏准则进行定量计算与分析提供依据。
将冻土微裂纹损伤区作为冻土体的缺陷处理，并按“当量化裂纹”原则，把冻土微裂纹损伤区简化为“当量裂纹”，如此给出了理论估算微裂纹尺寸的新途径。
把理论计算与试验观测结果进行比较，二者符合较好。
关 键 词：冻土；微裂纹尺寸；识别与确认；当量裂纹 中图分类号：TU 411.92 文献标识码：AIdentification and determination of micro-crack size for frozen soilLI Hong-sheng, WANG Yue-dong, LIU Zeng-li( Department of Engineering Mechanics, Dalian Univ. of Technology, Dalian 116024, China )Abstract: Based on investigation of microstructure characteristics for frozen soil, a new method is put forward to identify and determine micro-crack size in frozen soil. Considering micro-crack damage area as defects and simplified it as equivalent crack according to equivalent crack critical. Thus, the foundation of quantitative calculation and analysis for strength failure for frozen soil is set up. Reference values for three kinds of soils under different temperatures are given; and comparison between calculation results and investigation data shows that they coincided well.Key words: frozen soil; micro-crack size; identification and determination; equivalent crack1 引 言冻土是多相复合材料，具有自身组构的极不均匀性，从而在土体内产生了各种缺陷和裂隙，如土体的孔穴、冰侵入体中的微裂隙及土颗粒与冰晶间的不稳定接触形成的薄弱点等，统称为冻土中的微裂纹。
由于微裂纹的存在在宏观上制约着冻土的力学特性和变形行为，因此，对微裂纹形貌、演化规律以及微裂纹尺度大小识别与确认，是冻土力学的一个重要内容。
近年来，逐渐把断裂力学准则和方法引入冻土力学的研究中，并建立和提出了冻土广义强度破坏的准则[1]。
当应用该准则对冻土破坏过程和行为做定量评价时，涉及了3个重要参数：冻胀力、冻土断裂韧度和冻土中的微裂纹尺寸。
能否对冻土破坏行为做出正确评价，关键在于对3个参数的确认正确与否。
关于冻土中微裂纹的研究，从宏观到细微观已做了相当多的工作，但大多数还停留在定性分析的层次上，而广义强度破坏准则提出了定量的要求，因此，在本文中着重讨论冻土中微裂纹尺寸的定量识别与确认的分析方法。
2 冻土中微结构的观测与微裂纹识别对冻土微结构已进行了较多的试验和观测研究，为冻土微裂纹的识别提供了依据。
张长庆等进行了不同应力和作用时间对微结构影响的观测研究[2]，认为：高应力水平短历时作用，冻土具有脆弹性特性，清晰可见微裂纹，其尺寸可长达800～1 000m µ，宽为20～60m µ，而且裂纹具有分岔、转向及次裂纹萌生等现象；低应力水平长历时作用，则显示粘塑性，微裂纹尺寸较小，一般不及10m µ，属于早期萌生孤立裂纹。
DOI:10.16285/j.rsm.2004.04.007第4期李洪升等：冻土中微裂纹尺寸的识别与确认马巍等对围压作用下的冻结砂的微结构进行观测分析[3]，给出了不同围压下的微结构特征：在围压作用下土颗粒产生位错，围压增大，颗粒破坏程度明显增加，由于孔隙中胶结冰受挤压，导致矿物颗粒周围出现絮状褶皱，甚至在低应变速率下产生明显微裂隙。
刘增利等进行了冻土微结构变化的动态过程研究[4]，冻土压缩的动态过程包括压密阶段，局部变形和破坏阶段，各阶段的微结构是不同的。
研究指出，冻土内首先在薄弱部位如冰晶体内、冰与矿物颗粒接触点(面)等产生微裂隙和孔洞，随载荷增加，微裂隙继续增多，并开始汇聚、扩展直至破坏。
通过以上的观测结果可以看到，无论什么样的加载形式，冻土中都产生微裂纹，只有足够大围压侧限才能抑制裂纹。
随着应力水平、作用时间和温度等的变化，引起了冻土变形机制和性态的变化，同时也影响微裂纹演化过程的差异。
图1给出了冻土中冰体形成机理的示意图。
由图可见，当土中温度达到水的结冰温度，冻土中水形成孔隙冰与土颗粒胶结在一起形成整体状结构（图1(a)）。
随着温度继续降低和水分迁移，孔隙冰推开土颗粒在水平方向形成冰透镜体（垂直热流方向），从冻土微结构角度把冰透镜体和其它冰侵入体一起统称为冰层（图1(b)）。
冰层由冰晶组成，且随着温度降低，冰层厚度增加。
由于冻结条件的变化，冻结锋面向前移动，又将在适当的位置形成一个新的冰层，这已被多次观测结果所证明。
（a）（b）图1 冰透镜体（冰层）形成机理示意图Fig. 1 Form mechanism of ice segragation(ice layers)徐学祖等对兰州黄土进行了单向冻结室内试验研究[5]，结果表明，随着温度降低，冻深增加，冻土土柱的纵剖面从上到下分为4个构造带：整体状构造带，有少量的孔隙冰；纤维状构造带，冰层厚0.2～0.5 mm，间距1～2 mm；薄层状构造带，冰层厚3～5 mm，间距3～5 mm；冻结缘带，粒雪状冰晶。
纵观冻土的纤维和薄层状构造带，可看见其中有许多垂直冰条带，自上而下呈根须状分布。
Konrad（1993）使用计算机控制进行了等温变率试验[6]，用X射线摄影技术确定不同土质在不同冻结时间内的冰层厚度和间距。
结果表明，冻土中凝冰的取向一般是指向热流方向，一维水平地表冻结冰层是水平的。
所有冻胀灵敏性的土在受到非稳定冻结时，都存在一个冰－土结构带，这个结构带的行为特性－冰层厚度和间距依赖各种参数：土的类型、未冻水含量、外加载荷和冻结条件。
一般说来，在一维冻结条件下，粘土冰层厚度较薄且间距较小，通常为曲线形式；而砂土相对具有较厚的冰层和较大的间距，并且相对平直。
综合以上的研究结果，可以得出如下的两点结论：（1）冻土微结构的最大特征是冰晶体的生成，产生矿物颗粒与冰晶之间的分聚作用。
土体冻结过程受土质、温度、水分和应力等要素的影响，使冻土中出现了不同的成冰过程，如冰透镜体和多晶体冰晶等冰侵入体，并形成厚度不同的冰层，使冻土体成为层状结构。
按照冰层厚度不同可分为：冰层厚度≤1 mm为微层状，冰层厚度≤3 mm为薄层状，冰层厚度＞3 mm为厚层状结构。
由于冰的断裂强度远比矿物颗粒低，因此冻土中微裂纹主要发生于冰与矿物颗粒两者的接触点（面）处和冰晶体内。
（2）在一维冻结条件下，随着温度的降低，冻土中的冰层厚度增大，冰层间距也增大；对于不同的土质类型，冰层厚度和间距不同，一般说来，粘土冰层厚度较薄且间距小，砂土冰层较厚且间距较大，粉土则居中。
3 冻土中微裂纹尺寸的确认3.1 对冰体材料微裂纹尺寸的确认了解冰体材料微裂纹尺寸的确认方法，可为冻土材料微裂纹尺寸的确认提供参考依据。
由大量的试验证明，冰体内存在大量微裂纹，冰体受力的过程，就是微裂纹形核、集结与扩展的过程。
对冰体微裂纹尺寸的确认已经有了初步的结果 [7]：（1）微裂纹的长度：集结裂纹长度a与冰粒直径d成比例，并遵循近似的关系：2a=0.65 d。
这已从理论基础方面证明这一关系的正确性，同时它与试验数据相吻合；（2）微裂纹的密度：微裂纹出现的密度也与粒径有关，对较大的粒径(d＞5 mm)，大约每颗晶粒会535岩土力学 2004年有一条裂纹；（3）微裂纹的取向：围绕着应力主轴群集着一定方向的集结裂纹，裂纹面与应力主轴的夹角的平均角度约为23°，标准差为17°，其中约90 %在压缩主轴45°角内取向。
3.2 冻土中微裂纹尺寸的确认我们已经认识到冻土中的微裂纹主要存在于冰晶体内部和土颗粒与冰晶体的接触界面上，也就是说冰晶体和界面是产生裂纹的源泉。
又因为冰体粒径尺寸和界面长度分别依赖于冰层厚度和冰层间距，因此，可依据冻土中的冰层厚度和界面长度来确认冻土中的微裂纹尺寸。
冰层中的裂纹和界面的裂纹是随机分布的，最不利的情况是冰层引起裂纹和界面裂纹连通一起的情况。
如果把冰层(多个冰晶的组合)引起的裂纹称为冰晶裂纹，把界面引起的裂纹称界面裂纹，则冻土中最不利的裂纹尺寸是冰晶裂纹和界面裂纹的总和。
据此做如下的具体分析：（1）冻结粘土的微裂纹尺寸。
观测结果表明[8]，当温度较低，快速冻结条件下，水分迁移不充分，原位水冻结，形成微薄层冰或薄层冰；只有当冻结速率较慢的条件下，且水分迁移充分时，才形成连续且较厚的冰层。
本文讨论的是指冻结速率较慢的情况，这种情况更符合冻土工程的实际。
同时，应该指出的是较慢冻结速率条件下，随着温度降低冰层厚度增加，在－1℃左右时，属微薄层冰，在－2～－4℃时为薄层冰，在低于－5℃时为厚层状冰。
以－5℃为例，冰层厚度为2.0～4.0 mm，若冰晶尺寸d≈3 mm，依冰体材料裂纹尺寸确认的结果，2a≈0.65 d，则冻土中由冰晶产生的裂纹尺寸为2a1 =0.65×3 mm≈2 mm。
此结果没有考虑冰层中裂纹间相互作用影响，如果考虑这个作用，依据裂纹间相互作用原理，可把相近的两个裂纹合并做为一个裂纹处理，则由冰晶产生的裂纹尺寸为a1 = 2 mm。