季冻区公路冻害试验研究

《季冻区公路冻害试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、季冻区公路冻害试验研究摘要：吉林省是较典型的季节性冻土区，针对季冻区特殊水文地质、工程地质条件，季冻区特殊气候和地理条件，季冻区特殊的冻害问题，作者对省内三条干线公路及多条高速公路进行了野外调查和观测，作了路基土的常规物理力学性质及冻胀性试验等大量试验。借助于扫描电镜，对路基土微观结构进行分析，为季节性冻土区公路设计、施工提供借鉴。关键词：季冻区；路基土；冻害；中图分类号：U213.1文献标识码：A文章编号：由于高等级公路的大量兴建，随之而来的公路设计、施工、养护的工作量也越来越大，路面的耐久性研究也越来越重要。加强对季冻土的研究，准确了解其物理力学性质及冻胀特性，了解其对路基冻害的影响，具

2、有十分重要的意义。吉林省是较典型的季节性冻土区，针对季冻区特殊水文地质、工程地质条件，针对季冻区特殊气候和地理条件，针对季冻区特殊的冻害问题，作者对省内三条干线公路及多条高速公路进行了野外调查和观测，作了路基土的常规物理力学性质及冻胀性试验等大量试验。借助于扫描电镜，对路基土微观结构进行分析，为季节性冻土区公路设计、施工提供借鉴［1］。1路基土的物质组成及物理力学性质通过对土样进行X—射线衍射分析和扫描电子显微镜观测，路基土主要以原生矿物为主，其石英、长石含量较高，石英平均含量介于40%_49%之间，长石平均含量介于15%—18%之间，粘土矿物主要以伊蒙混层矿物和伊利石为主，平均含量介于10

3、%—14%之间其矿物的亲水性比较强，其结合水含量较高，土层的透水性差。土样颗粒组成以0.005mm-0.075mm为主，其中，小于0.002mm的颗粒在3%—5%之间，0.002mm—0.005mm的颗粒占3.1%—12%，0.005mm—0.075mm的颗粒占70.1%—81%,0.075mm—0.1mm的颗粒占5%-16%,0.1mm—0.5mm的颗粒占3%—5.5%,土样的工程性质见表1。表1路基土原状样的物理力学性质试验平均值Table1physicalmechnicalparametersaveragevalueofroadbedsoiloriginalsample2路基土的毛细水

4、特性2.1卡明斯基毛管仪法对长吉北线试件进行真空饱水，待样品达到完全饱和后采用卡明斯基毛管仪法进行毛细水试验。从测定结果可见（表2），毛细水上升高度随压实度增大而增高。表2长吉北线室内毛细水上升高度试验过程观测成果experimentinchang-jinorthroad2.2冻融法为揭示在冻融状态下毛细水上升高度，采用直接凉融法进行了毛细水上升高度试验，结果见图1、2。2毛细水上升1毛细水上升高度与压实度关系高度与密实度关系（冻融法试验）Fig1curvesbetweencapillarywaterFig2curvesbetweencapillarywaterheightanddegree

5、ofcompactionheightanddegreeofcompaction2.3未冻水含量试验冻土中的未冻水含量主要取决于三大因素：土质（包括土颗粒的矿物化学成分、分散度、含水量、密度、水溶液的成分和浓度）、外界条件（包括温度和压力）以及冻融历史［2］。当温度相同时，未冻水含量随土颗粒变细即土颗粒的比表面积增大而增大，即粘土〉粉土〉砂土［6］。由图4可见，当温度相同时，随着粘粒含量的增加未冻水含量随之增大，即未冻水含量随土颗粒变细即土颗粒的比表面积增大而增大。表3未水含量与温度变化表(未冻水质量含量)Table3unfrozenwatercontentsvarieswithtempera

6、ture(unfrozenwatermasscontents)2.4路基土微观结构定量试验土的微观结构是十分复杂的，借助于电子显微镜，将土样放大到一定倍数下进行观察分析，在获得的大量信息数据中，发现路基土的微观结构与压实度关系密切，当压实度较小(K=80%)时1一2ym的孔隙相对较多，结构相对较松散，结合水的阻力小，毛细水容易上升。随着压实度的增加，