冻融循环作用对青藏粘土物理力学性质的影响

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1、第24卷第23期岩石力学与工程学报Vol.24No.232005年12月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringDec.，2005冻融循环作用对青藏粘土物理力学性质的影响王大雁，马巍，常小晓，孙志忠，冯文杰，张军伟(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室，甘肃兰州730000)摘要：为研究冻融循环作用对土物理力学性质的影响，以青藏粘土为研究对象，通过对室内制备的粘土试样在经历0～21次完整冻融循环过程后，进行不同围压下三轴压缩试验，研究经多次冻融作用

2、后，高度、试样含水量、应力–应变行为、破坏强度、弹性模量、抗剪强度指标等物理力学性质的变化。试验结果表明：冻融过程是使土体从不稳定态向动态稳定态的发展过程，反复的冻融循环改变了土体的性状，使得土体向新的动态稳定平衡状态发展。关键词：土力学；冻融循环；青藏粘土；三轴试验；破坏强度中图分类号：TU411文献标识码：A文章编号：1000–6915(2005)23–4313–07PHYSICO-MECHANICALPROPERTIESCHANGESOFQINGHAI—TIBETCLAYDUETOCYCLICFREEZIN

3、GANDTHAWINGWANGDa-yan，MAWei，CHANGXiao-xiao，SUNZhi-zhong，FENGWen-jie，ZHANGJun-wei(StateKeyLaboratoryofFrozenSoilEngineering，ColdandAridRegionsEnvironmentalandEngineeringResearchInstitute，ChineseAcademyofSciences，Lanzhou730000，China)Abstract：Afine-grainedclaywa

4、scompactedinthelaboratoryandwasthereafterexposedtoamaximumof21closed-systemfreezingandthawingcycles.Thesampleheight，watercontent，stress-strainbehavior，failurestrength，elasticmodulus，cohesionandinternalfrictionangleweremeasuredinunfrozensoilaswellasinthawedsoi

5、l.Theresultsshowthatthephysio-mechanicalcharacteristicofinvestigatedsoilschangedafterfreezingandthawing.Theheightofstudiedsampleincreasedandwatercontentdecreasedbefore7freezingandthawingcyclesandkeptinvariableafter7freezing-thawing.Thecurvesstyleofstress-stra

6、inbehaviorwerenotbeaffectedbyfreeze-thawprocess；buttheelasticmodulusandfailurestrengthwereheavilyinfluencedbythenumberoffreeze-thawcycles.Forthesoilinvestigated，thecohesiondecreasedwithincreasingofthenumberoffreeze-thawcycles；andtheinternalfrictionangleranged

7、from15°to30°.Keywords：soilmechanics；freeze-thawcycle；Qinghai—Tibetclay；triaxialexperiment；failurestrength状与级配、密度、含水量、结构以及孔隙水压力等1引言[1]因素又是影响土强度的主要因素，对此，国内外[2～7]已进行了大量研究。但在寒区工程建设中，不土的强度问题是进行建筑物地基稳定性分析和仅要考虑上述因素的作用，还要考虑季节性的冻胀计算的关键所在，而土粒的矿物成分、土的颗粒形融化对土强度的影响。因为土体的冻

8、融过程，实质收稿日期：2005–01–01；修回日期：2005–02–11基金项目：国家自然科学基金资助项目(40401013)；中国科学院西部之光人才培养计划资助项目；国家自然科学基金重大研究计划(90102006)作者简介：王大雁(1971–)，女，1993年毕业于甘肃农业大学水利系农田水利工程专业，现任副研究员，主要从事冻土力学与寒区工程方面的研究工作。E-mail