冻融对粉质黏土强度指标的影响

宽一侧 粉质 黏土路 基 ， 在试 验 路 段 采集 扰 动粉 质 黏 土土样 ， 用重型 击 实 试验 确 定 试验 土样 的最 大 干 采 密度 和最佳 含水 率 分 别 为 １９ ／ｍ ． ３ｇｃ 和 １．８ ， ３８％
塑性指 数 为 ｌ ．８ ５２ 。
１ ２ 方法 ．
明显 。在 季 冻 区 ， 温 变 化会 引 起 土 体 内水 分 迁 气 移、 土颗 粒排 列疏 密 变化 等 ， 而导致 土体 强度发 生 从 变 化 ， 定程 度上 增 加 了在 此地 区修 建 的道 路 等 构 一
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分类号 Ｔ ４ １３ Ｕ １ ．
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季节 性 冻土 占中 国领 土 面 积 的一 半 以上 ， 布 分 相 当广 泛… 。 国 内外 学 者 对 冻 土研 究 较 早 ＿ ， ２ 但 Ｊ
研究 成果 多 集 中在 高 原 多 年 冻 土 区 』 季 节 性 冻 ， 土 由于温 差 变化较 大 和反 复 冻 融 影 响 ， 节 性 特 征 季
李 洪 峰
（ 东北林业大学 ， 哈尔滨 ，５ ０ ０ １０ ４ ）
摘 要 依 托 同三 高 速 公 路 扩 建 工程 方 正一 哈 尔滨 段 加 宽 一 侧 粉 质 黏 土路 基 ， 用 室 内 三 轴 试 验 方 法 ， 究 采 研 了不 同压 实度 、 不同含水 率下不同冻融次数后 土体 强度 指标 的变化规律。试验 结果表 明粉质黏 土冻融后 强度指 标 发 生规 律 性 变化 ： 的黏 聚 力损 失 随 着 冻 融 次数 增 多 而 增 大 ， 土 同一 压 实度 下 含 水 率 高 的 土 体 黏 聚 力 损 失 幅 度 较 大 ； 土的 内摩擦 角随着冻融次数 的增 多有逐渐增长的趋势 ， 增长幅度较 ｄ 。运 用 Ｍａａ 但 、 ｔ ｂ对试 验数据进行 回归分析 ， ｌ 建立 了同一压 实度下粉质黏土黏聚力 、 内摩擦 角与含 水率和冻融次数的回归方程。该方程 能够直观模 拟冻融对 粉 质黏土强度指标的影响规律 ， 计算结果与实测结果 吻合 良好 ， 可用于冻融后粉质黏土黏聚 力和 内摩擦 角的计 算。 关键词 冻融 ； 质黏 土 ； 粉 黏聚 力； 内摩擦 角； 归 回
节 性冻 融对 土体 强度 的影 响 ， 少构造 物 的病 害 ， 减 降 低 管理 、 护费用 ， 证 工程 质 量 和使 用 寿命 ， 现 养 保 实
交 通 的可持 续 发展 是 一个 重大 工程技 术难题 。为 了
冻融 １ 至冻融 ５次后 ， 用 室 内三 轴 试验 方法 测 次 采 定 其 强度 指标 。
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造 物 的设 计 和施 工难 度 。 因此 ， 何 充分 考 虑 季 如
试 验设 计 了 ９ ％ 、４ 、６ 和 ９ ％ ４个 压 实 ３ ９％ ９％ ８
标 准 ， 一 压 实 标 准 设计 了 １ ％ 、２ 、３ 、５ 每 １ １ ％ １ ％ １ ％ 和 １ ％ ５个 含 水 率 ， 一 状 态 的 土样 进 行 未 冻 融 、 ７ 每
以看 出 ， 土体黏 聚力 随着 冻 融 次 数 的增 加 而 逐 渐 减
小 。其 主要原 因是 由于粉 质黏 土经 过 冻融后 土 的颗 粒之 间排 列在 一定程 度上 变得 疏松 ， 中孔 隙增加 ， 土
１ 材 料 与 方 法
１１ 材 料 ． 试验 段 为 同三公 路扩 建工 程方正 ～ 哈尔滨 段加
第 ６期
李洪峰 ： 融对 粉质黏土强度指标 的影 响 冻
得此区域土颗粒排列更加疏松 ， 降低 了土颗粒 间的 黏聚力 。另一方面 ， 在冰冻开始时水分 向冻结 区迁 移 ， 区域含 水 率 提 高 ， 此 由于 在 冻 结 时 水 的冻 胀 作 用， 使此 区域 土颗 粒 的孔 隙 增 加 ， 颗 粒 变得 疏松 ， 土
也降 低 了土体 的黏 聚力 。 土体 内摩 擦 角经 过 冻 融循 环 后 有 所增 加 ， 增 但 加 幅 度较小 。其原 因是 冻融 虽然 对土 颗粒 的分 布形
态 产 生 了一定 的影 响 ， 没 有 使 土 的 颗粒 组 成 和 大 但 小 产 生变化 ， 土体 内摩 擦角 没有 产生 较大 的影 响 ， 对 但 在冻 融过 程 中 ， 由于三 轴 实 验所 制 试 件 尺 寸 效应 较 明显 ， 冰冻 是在 负温 恒温下 进行 ， 而 试件 中水分 向
研究不同含水率 、 同密实度土体冻融后抗剪强度 不 指标 ， 得到冻融对土体强度的影响规律 ， 笔者选用有 代 表性 的粉 质黏 土进 行 了三轴 试验 。
２ 结 果 与分 析
通 过 三轴试 验测 得不 同状 态下 粉质 黏土 的黏 聚
力Ｃ 值和土的内摩擦角 值 ， 试验 结果 见表 １ 。可
第４ ０卷 第 ６期
２１ ０ ２年 ６月
东
北
林
业
大
学Hale Waihona Puke Baidu
学
报
Ｖ １４ ． ｏ ． ０ Ｎｏ ６
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冻 融 对 粉 质 黏 土 强 度 指 标 的 影 响
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从 而降低 了土 颗粒 之 间 的黏 聚力 。另 外 ， 同一 压 实 度下 含水 率高 的土 体 黏 聚力 降低 幅度 较 大 ， 方 面 一 主 要是 由于含 水率 高 的土体 在冰冻 开始 时未 冻结 区 水 分 向冻结 区迁移 较 多 ， 而 造 成 未 冻结 区 含水 率 从 降低 ， 而融化 时此 区域含水 率 较难 再 回到原 水平 ， 使