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1、第25卷第3期冰川冻土Vol.25No.32003年6月JOURNALOFGLACIOLOGYANDGEOCRYOLOGYJun.2003文章编号:100020240(2003)0320347204地基土冻胀的宏观分析刘鸿绪,朱广祥,尹冬岭,江守恒(黑龙江省寒地建筑科学研究院,黑龙江哈尔滨150080)摘要:通过野外原位观测发现,在北半球自然气温条件下,地表裸露、原状均质、冻胀性地基土的冻结过程中,冻结速率越大越有利于土的冻胀,即冻结速率与冻胀速率呈单值升函数规律.关键词:温度梯度;冻结速率;冻胀速率;冻胀率;单值升函数中图分类号:P642.14文献标识码:A[13]
2、(Δh/ΔT)随冻深H发展的关系见图2,其中t1前言为土温,T为地基土冻结过程历时.平均冻胀率η影响地基土冻胀性大小的主要因素有土质、水一般以地表冻胀量除以最大冻深表示,由于翌年春分、温度及压力等,但每个因素对地基土冻胀规律季气温回升,地表出现融化下沉,但此时在地中深更进一步地研究,却存在着细微分歧.例如在其它部冻锋面处的冻胀尚未终止,为反映真实的冻胀量因素不变的情况下冻结速率越大,水分来不及迁移需对地表冻胀曲线的尾部以地中冻胀稍加修正.冻或迁移不充分,土中原有水分或基本为原有水分就胀速率v、冻胀率η与冻结速率ν的关系见图3.地冻结,其冻胀量是很小的,当含水量超过起始
3、冻胀含水量之后,仅有超过部分水冻胀时膨胀自身的9%.如果冻结速率很小,可有充足的水分自下向上迁移到冻结缘处,为冰分凝在时间上提供了非常有利的条件,分凝冰的膨胀为自身水量的109%,它比前者大很多.因此,结论为冻结速率越小土的冻胀性越强.有关土体冻胀、水分迁移等的研究,国内外学者一直都没停止,许多学者在微观、机理方面进行[1～12]了研究.本文仅以野外原位观测为主从宏观上对地基土冻胀进行分析.图1大庆龙凤1973—1974年度观测冻深H、冻胀h地温t与地下水位随时间T的变化过程2原位观测结果Fig.1FreezingdepthH,frostheavingh,ground
4、temperature黑龙江省寒地建筑科学研究院1973—1974年tandgroundwatertablevaryingwithtimeTat在大庆龙凤冻土站某场地测得结果绘于图1.该场DaqingLongfongfrom1973to1974地最大冻深H=202cm,地表最大冻胀量h=1715庆安冻土站第一试验场的观测结果绘于图4,cm,地下水位与冻结锋面在冻结过程中几乎同步下该场地最大冻深H=155cm,最大冻胀量h=42移,始终相距20cm左右,平均冻胀率η=817%.cm,平均冻胀率η=27%,其突出的特点为当冻结锋其地表冻胀量h、冻胀率η(Δh/ΔH)、温度
5、梯度X面下移到130cm深度之后即进入地下水位之下.(Δt/ΔH)、冻结速率ν(ΔH/ΔT)和冻胀速率v该场地冻胀速率v、冻胀率η与冻结速率ν的关系收稿日期:2002209210;修订日期:2002210220作者简介:刘鸿绪(1934—),男,山东高唐人,研究员级高级工程师,1959年毕业于清华大学土木系,现主要从事于冻土地基与基础的研究工作.E2mail:zhuguangxiangok@163.net©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://ww
6、w.cnki.net348冰川冻土25卷见图5.海拉尔冻土站地处严寒地区,该地点的冻结指数F=303617℃·d,场地的最大冻深H=320cm,其地表最大冻胀量h=1915cm,平均冻胀率η=6%,见图6.该场地冻胀速率v、冻胀率η与冻结速率ν的关系见图7.图2冻胀量h、冻胀率η、冻结速率V、冻胀速率ν[13]及温度梯度X随冻深H发展的分布规律Fig.2Frostheavingamounth,frostheavingratioη,freezingrateV,frostheavingratevandtemperature[13]gradientXchangingwith
7、freezingdepthH图5冻胀速率ν、冻胀率η与冻结速率之关系(庆安冻土场)Fig.5Frostheavingratev,frostheavingratioηchangingwithfreezingrate(inQingpanFrozenSoilStation)图3冻胀速率ν、冻胀率η与冻结速率之关系(龙凤冻土场)Fig.3Therelationoffrostheavingratev,frostheavingratioηandfreezingrate(inLongfngFrozenSoilStation)图6海拉尔冻土站1974、1975年度冻
