凍融循環(huán)作用對土體邊坡穩(wěn)定性的影響研究.pdf

1、凍融過程中土結(jié)構(gòu)由于受冷生作用的影響，導(dǎo)致凍融后其物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化。在寒區(qū)進(jìn)行路塹開挖、新削邊坡等工程活動時，會使土體新近暴露于凍融作用之下，容易導(dǎo)致邊坡發(fā)生破壞，對邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性造成較大危害。
　　本文主要以爐霍地區(qū)含碎石粘土和高液限粉土為研究對象，通過室內(nèi)凍融循環(huán)試驗(yàn)和土工試驗(yàn)，研究不同含水量、不同干密度的兩種土在不同凍融次數(shù)條件下，抗剪強(qiáng)度參數(shù)黏聚力c和內(nèi)摩擦角φ的變化規(guī)律，并將得出的c、φ值的變化規(guī)律應(yīng)用到邊

2、坡中。然后運(yùn)用ANSYS有限元軟件對不同凍融次數(shù)下的含碎石粘土邊坡進(jìn)行數(shù)值模擬，研究凍融循環(huán)作用對含碎石粘土邊坡穩(wěn)定性的影響。為寒區(qū)邊坡工程凍融災(zāi)變預(yù)測和防治提供較可靠的試驗(yàn)與理論依據(jù)。本文通過試驗(yàn)及數(shù)值模擬分析，研究成果如下：
　　（1）經(jīng)過不同次數(shù)的凍融，含碎石粘土2mm及以上的碎石及大顆粒粘土粒徑不變，2mm以下的細(xì)顆粒粘土有所增加但是變化的幅度較小。液限減小，塑限先增大后趨于穩(wěn)定，塑性指數(shù)減小并且凍融次數(shù)超過5次時趨于穩(wěn)定

3、。隨著凍融次數(shù)的增多，不同干密度下含水量為16.7％、21.4%的試樣黏聚力增大，內(nèi)摩擦角減??；含水量為19.0%的試樣黏聚力減小，內(nèi)摩擦角增大。不同含水量的試樣在相同的凍融次數(shù)下黏聚力隨著干密度的增大而減小，內(nèi)摩擦角則增大。不同干密度的試樣在相同的凍融次數(shù)下黏聚力和內(nèi)摩擦角均隨著含水量的增大而減小。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)推導(dǎo)出凍融循環(huán)次數(shù)、含水量和抗剪強(qiáng)度參數(shù)之間的關(guān)系。并且含碎石粘土的抗剪強(qiáng)度隨著凍融次數(shù)的增加是逐步降低的。
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4、經(jīng)過不同次數(shù)的凍融，高液限粉土顆粒組成變化是細(xì)顆粒土不斷增加。液限變化不大，塑限減小，塑性指數(shù)先增大后減小。不同干密度下三種含水量的試樣黏聚力隨著凍融次數(shù)的增加而減小，內(nèi)摩擦角則增大；不同含水量的試樣在相同的凍融次數(shù)下黏聚力和內(nèi)摩擦角均隨著干密度的增大而增大；不同干密度的試樣在相同的凍融次數(shù)下黏聚力隨著含水量的增大而減小，內(nèi)摩擦角則增大。未經(jīng)過凍融的高液限粉土隨著含水量的增加，抗剪強(qiáng)度逐步降低并且衰減幅度增大，大孔徑孔隙高液限粉土對水的