凍融循環(huán)條件下人工凍結(jié)黏土凍脹特性試驗研究.pdf

1、本文通過安徽理工大學(xué)自行研制的WDC-100型100KN微機控制多功能凍土凍融壓縮試驗機，進行了凍融循環(huán)條件下的單因素和多因素的凍結(jié)深厚表土的試驗研究。比較分析了在該條件下土體內(nèi)部的溫度場變化規(guī)律、水分遷移情況、位移變形規(guī)律、凍結(jié)零度面的發(fā)展與時間的關(guān)系等。通過該研究更好的掌握了深厚表土的凍脹特性，可為以后礦井的低溫凍結(jié)工程提供可靠的依據(jù)。
　　通過多因素正交試驗得到了不同影響因素，在該條件下對土體總體變形的影響規(guī)律:含水率＞凍融

2、循環(huán)次數(shù)＞上部載荷＞凍結(jié)溫度＞融化溫度。通過單因素試驗，分別研究了凍融循環(huán)條件下凍結(jié)溫度、融化溫度、含水率、上部載荷和凍融循環(huán)次數(shù)對土體溫度場，位移場，水分場的影響規(guī)律。凍結(jié)溫度越低，土體內(nèi)部溫度場越低，靠近冷源的部分降溫速率越大，凍結(jié)產(chǎn)生的凍脹變形越大。凍結(jié)溫度主要影響靠近冷源30％高度的土體，越遠離冷源，溫度的變化越小。融化溫度越高，土體升溫度率越大，土體內(nèi)部溫度達到穩(wěn)定所用的時間越短。融化初期土體內(nèi)部溫度的變化速率比凍結(jié)初期要大。

3、當凍結(jié)溫度一致時，融化溫度越高，土體產(chǎn)生的融沉變形越大。
　　隨著含水率的增加，在凍結(jié)期土體降溫速率變小，在融化期因為含冰量增加，升溫速率也會變小。無論是凍脹階段還是融化階段，含水率越大，土體產(chǎn)生的變形越大，經(jīng)過凍融循環(huán)后，土體內(nèi)部總的水分遷移量越高。當土體處于凍脹階段，上部載荷會對土體凍結(jié)溫度場的變化和內(nèi)部的水分遷移產(chǎn)生抑制作用。土體總的變形在一定條件下隨上部荷載的增大而增大。但在融化期由于上部載荷越大，土體底部向外擠出的水分越