冻融循环对不同压实度下膨胀土力学特性影响的试验研究

作     者：陈永 黄英豪 王硕 蔡正银 穆彦虎 CHEN Yong;HUANG Yinghao;WANG Shuo;CAI Zhengyin;MU Yanhu

作者机构：天津大学建筑工程学院天津300350 南京水利科学研究院岩土工程研究所江苏南京210024 中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2023年第42卷第S2期

页      面：4299-4309页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0903[农学-农业资源与环境] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51879166) 中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室开放基金(SKLFSE201909) 中央级公益性科研院所基本科研业务费(Y322008) 

主　　题：土力学 冻融循环 膨胀土 压实度 体积变化 力学性能 孔隙参数 

摘      要：冻融循环是北疆膨胀土力学性能劣化的主要因素之一。利用自行设计的单向环境边界加载装置,开展冻融循环下体积测量试验、无侧限抗压强度试验和扫描电镜试验,研究3种不同压实度(90%,95%和100%)下膨胀土体积变化和力学性质的变化特征,采用灰色关联度定量分析力学强度劣化与微观孔隙发育的演化规律,并探讨冻融循环下孔隙变化特征对土体无侧限抗压强度的影响。试验结果表明:试样的体积变化随压实度的增大逐渐由收缩变为膨胀;膨胀土的硬化特性随着压实度的增加而减弱,冻融循环促进了应力-应变关系的软化;第1次冻融循环导致试样的无侧限抗压强度显著下降,7次循环后衰减幅度为56.07%~67.54%;试样的破坏应变和弹性模量在冻融循环后都有不同程度的衰减;面孔隙率与无侧限抗压强度衰减率的相关性为0.779~0.882,对应的权重达到0.467~0.471,二者之间存在良好的线性关系。研究成果可为北疆膨胀土工程的建设与维护提供借鉴。