冻融循环对黄土强度影响研究综述

冻融循环对黄土强度影响研究综述

黄土是中国千年古文明的孕育地，其广泛分布于中国黄土高原和黄河流域，所以对黄

土的研究一直备受关注。而冻融循环是黄土地区常见的气候现象，也是影响黄土强度的重

要因素之一。本文将针对冻融循环对黄土强度的影响进行综述，以期为相关研究提供一定

的参考。

一、冻融循环的基本概念

冻融循环是指在地表层土壤中由于气温变化引起的冻结和融化过程。在黄土地区，冻

融循环主要发生在冬季的低温和春季的升温过程中，这种周期性的冻融过程会对土体的力

学性质产生影响，尤其是对土体的强度表现出明显的影响。

二、冻融循环对黄土强度的影响

1. 形成原因

冻融循环对黄土强度的影响，主要是由于温度变化导致土壤中的水分发生冻融变化。

在冬季，土壤中的水分会因为低温而发生冻结，形成冰晶，导致土壤颗粒之间的扩张和位移，从而引起土壤的体积变化，加剧了土体内部的应力变化。而在春季，随着气温的升高，土壤中的冰晶开始融化，土体内部的体积变化又会引起土体的内部应力变化。这种反复的

冻融变化会导致土体内部的微观结构发生变化，从而影响了黄土的强度性质。

2. 影响机理

冻融循环对黄土强度的影响主要有以下几个方面：

（1）土壤孔隙结构：冻融循环会引起土壤中的水分和气体的迁移和重分布，形成新的孔隙结构。这种孔隙结构的变化会影响土体的密实度和孔隙度，从而影响了土体的抗剪强度。

（2）土壤颗粒变化：冻融循环会使土壤颗粒发生扩张和位移，从而引起土壤内部的应力重分布。特别是当土壤中含有较多的黏粒和有机质时，这种变化会更加显著。

（3）水分状态：冻融循环会影响土壤中水分的分布和状态，导致土壤的含水量和孔隙水压力发生变化，从而影响了土体的有效应力和剪切强度。

3. 实验研究

针对冻融循环对黄土强度的影响，国内外学者进行了大量的实验研究。在这些研究中，主要采用了室内冻融试验和现场观测两种方法。实验证实了冻融循环对黄土强度的影响是

存在的，并且针对不同地质条件和水分状态的土壤，其影响程度也存在差异。

4. 数值模拟

除了实验研究外，一些学者还通过数值模拟的方法对冻融循环对黄土强度的影响进行

了研究。通过数值模拟，可以更加清晰地理解冻融循环对土体内部应力和位移的影响规律，从而为实际工程应用提供一定的参考。

三、对策措施

针对冻融循环对黄土地区工程强度的影响，需要采取一定的对策措施，以保证工程的

安全和可靠性。具体而言，可以采取以下几种对策：

（1）改良土壤：通过添加适当的改良剂，可以改善土体的抗冻性和强度特性，减少冻融循环对土壤强度的影响。

（2）路基结构设计：在黄土地区的路基工程中，可以采用加铺路面、加厚路基等措施，以提高路基的抗冻性和抗冻强度。

（3）水分控制：合理控制土壤中的含水量和排水情况，可以减轻冻融循环对土壤强度的影响。

（4）监测预警：通过现场监测和预警系统，及时掌握土壤的冻融情况，及时采取相应措施，以减少对工程造成的不利影响。

冻融循环对黄土强度的影响是存在的，针对这一问题，需要开展更多的研究工作，加

强对冻融循环对土壤力学性质的认识，以期为黄土地区的工程建设提供更好的技术支持和

保障。通过制定科学合理的对策措施，可以有效减轻冻融循环对工程的不利影响，保证工

程的安全和可靠性。