【摘 要】
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季节性冻土在我国的分布面积较广,其面积占了约有全国总的国土面积的53.5%,随着一年中温度的周期性变化,冻土会随之不断地经历着冻结与融化的循环过程。所以在季节性冻土区施工时,需要考虑到冻融循环后土体力学特性的变化。在实际中,土体在有外部荷载的情况下发生冻融循环,所以在研究季节性冻土力学特性变化的时候,还原土体在冻融循环时实际的受力状态就尤为重要。本论文的试验材料选用粉砂,进行分组对照试验。将相对密
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季节性冻土在我国的分布面积较广,其面积占了约有全国总的国土面积的53.5%,随着一年中温度的周期性变化,冻土会随之不断地经历着冻结与融化的循环过程。所以在季节性冻土区施工时,需要考虑到冻融循环后土体力学特性的变化。在实际中,土体在有外部荷载的情况下发生冻融循环,所以在研究季节性冻土力学特性变化的时候,还原土体在冻融循环时实际的受力状态就尤为重要。本论文的试验材料选用粉砂,进行分组对照试验。将相对密实度Dr分别为0.35、0.6、0.9的粉砂试样进行冻融循环,根据实际环境,冻结温度选取-5℃、-10℃及-15℃,冻结时过程持续12h,融化温度为20℃,融化过程持续12h。在冻融循环的过程中,为了模拟粉砂土基础在自然界中的实际受力情况,保持粉砂试样在此循环持续的过程中始终处于有效围压（100k Pa、200k Pa、300k Pa）的作用下。冻融循环结束后,在相对应的围压下进行不固结不排水三轴剪切试验,最后分析分析试验数据获得不同状态的粉砂试样在经历不同条件下经历冻融循环后的力学特性变化规律,主要的研究成果如下:（1）冻融循环次数的增加改变了粉砂的偏应力-应变关系曲线,在第7次冻融循环后变为应变硬化型;冻融循环次数的增加破坏了粉砂的结构,导致粉砂的破坏强度降低,但却随围压的增加而增大;在围压为100k Pa和200k Pa时,随着冻融循环次数的增加,粉砂的弹性模量降低。在300k Pa情况下,弹性模量先是随着冻融循环次数增加而降低,在第7次冻融循环时增大。在经历冻融循环次数相同时,随着围压的增加,粉砂的弹性模量增大;粉砂试样的内摩擦角随着冻融循环次数的增加而增大,而黏聚力却是减小的。（2）在冻融循环7次的情况下,冻结温度的变化不能改变粉砂的偏应力-应变关系曲线的型式;粉砂的破坏强度随着冻结温度的降低及围压的增加而增大,但是冻结温度的变化对粉砂试样的破坏强度影响较小;当冻结温度降低时,粉砂的弹性模量先减小后增大。而随着围压的增大,弹性模量增大,但是其增大量逐渐降低;冻结温度降低,粉砂的内摩擦角减小,且当温度降低至一定程度后,粉砂的内摩擦角趋于稳定。而黏聚力的变化规律与之相反。（3）相对密实度小的粉砂,其偏应力-应变关系曲线为应变软化性,而相对密实度大的粉砂偏应力-应变关系曲线变成应力硬化型;相对密实度和围压的增加,增大了粉砂的破坏强度。粉砂的相对密实度从0.35升到0.6时,破坏强度提升幅度大;粉砂的弹性模量随着相对密实度及围压的增大而增大,且内摩擦角和黏聚力也随之提高。其中相对密实度从0.6升到0.9时,内摩擦角和黏聚力的增大幅度较小,表明当粉砂达到一定密实度后,其抗剪强度逐渐趋于稳定。
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