浅析东北地区路基土冻胀机理与防治对策.doc

《浅析东北地区路基土冻胀机理与防治对策.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、浅析东北地区路基土冻胀机理与防治对策摘要：在我国的东北地区，由于气温极低容易产生路基土的冻害现象，木文通过对路基土的冻胀机理和冻胀的影响因素进行了详细的分析，并得出了相对应的防治冻害的相关措施，为高寒地区路基土的设计、施工、维护等方面提供指导。关键词：路皋「上；冻胀；防治措施中图分类号：U41文献标识码：AAbstract:InthenortheastofChina,becauseofthefrostinjurypronetosubgradesoiltemperatureisverylow,thispa

2、pergivesadetailedanalysisofthefactorsaffectingFrostHeavingMechanism且ndonthesubgradesoil,andobtainedthecorrespondingmeasuresforpreventionoffrostdamage,provideguidanceforthedesignofsubgradesoil,alpineareaconstruction,innintenemceetc・Keyword：Thesubgradesoil

3、;frostheave;preventionmeasures一、土壤冻胀形成机理含水的土壤在负温下发生冻结，产生冰体，同时由于冰的胶结作用，使土体的抗外力的强度提高，这种土叫冻土。土在冻结过程中，土中的水分冻结成冰，并生成许多冰夹层、冰镜体，从而引起土颗粒的相对位移，产生土体膨胀，称为冻胀。冻胀的外观现象是土层的均匀或不均匀隆起、鼓包、开裂等；融化后发生明显的下沉，这种现象对路基、桥梁、渠道等交通和水利工程设施的施工与维护造成了很大的困难，为人民的生活带来了极大的不便。土是由固体颗粒、液体水和气体组成的

4、三相体。固体土粒是土的最主要的物质成分，由许许多多大小不等、形状不同的矿物颗粒按照各种不同的排列方式组合在一起，构成土的骨架主体，称为“土粒”。在土颗粒之间的空隙屮，通常有液体的水溶液和气体（主要为空气）充填。在寒冷地区，当气温低于OoC时，上中液态水冻结为固态冰，冰胶结了土粒形成的一种特殊连结的土称为冻土。当温度升高时，土中的冰融化为液态水，这种融化了的土称为融土，其中所含水分比未冻结的土中水分增加很多。所以，冻土的强度较高，压缩性很低；而融土的强度剧烈变低,压缩性大大增强。冻结时，土中水分结冰膨胀，

5、土体积随之增大，地基被隆起；融化时，土中的水分融化，土体积缩小，地基沉降。上的冻结和融化，土体膨胀和缩小，常给建筑物带来不利的影响，导致破坏。I：中水结成冰与冰融化为水是土中温度降低与升高的结果，是土体的热动态变化促使土中的水的物理状态的变化，使土的力学性质剧烈变化。土体的热动态与当地气候条件有关，故上的冻结情况各地不同。冬季冻结,春季融化，冻结和融化具有季节性，这是最常见的现象，这种冻结的土叫“季节性冻土”。由于气候条件不同，冻结土的深度也不同。黑龙江省境内的最大冻深可达2m以上，而一般性北方地区也可

6、达到5左右。土在冻结过程中，不仅是土层中原有的水分的冻结，还有未冻结士层中水向冻结土层迁移而冻结，所以，土的冻胀不仅仅是水结冰时体积增加的结果，更主要是水分在冻结过程中由下向上部迁移聚集再冻结的结果。重力水和毛细水在00（2或稍低于Oc（二时就冻结，冻结后不再迁移；而结合水以薄膜形式存在于土粒表面，由于吸附的作用结合水外层一般要到一1°C左右才冻结，最内层甚至在一70〜C也不会完全冻结。所以当气温稍低于0~C时,重力水和毛细水都先后冻结，而结合水仍不冻结，依然从水膜厚处向薄处移动。当含盐（正价离子）浓度

7、不同时，结合水由浓度低处向高处移动，水分移动虽然缓慢，数量也不大，但是如有不断补给来源，一定时间的移动水量还是很可观的。水的补给來源主要通过下面的毛细水补给，由于结合水向上移动，在温度合适时它也被冻结，这就造成冻结后的水分比冻结前的水分大量聚集。所以，结合水的存在，毛细水不断的供给，合适的冻结温度和一定的时间，是大量水迁移的必要条件。二、路基土的冻胀影响因素分析1、土质对路基土产生冻胀的影响土体中的矿物质成分、密实度和粒度的成分是土质对路基土产生冻胀影响的最主要原因。当路皋土的土颗粒的粒径在0.1mm以

8、上时因为空隙较大，使得水分容易被排出，因此不会发生冻胀。当土颗粒的粒径减小到一定程度，空间的空隙减小到一定程度Z后，就容易发生冻胀。当土颗粒粒径在0.1-0.05mm范围之间，土体就会产生冻胀，这个范围内土体冻胀的可能性最大；当土体颗粒粒径在0.002mm以下的时候，土颗粒分散性增大使得水分迁移量减小，使得土体的冻胀性逐渐减弱。矿物成分对冻胀的影响不会发生在颗粒较粗路的路基土中。土的密实程度也会对土的冻胀造成影响，在含水率固定的条件下，路基