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红黏土在我国分布广泛,特别是云贵高原、湖北等地区更有大面积的红黏土裸露在外。红黏土作为一种特殊土,是众多工程的载体,由于其土性带来的“灾害”也会频繁的出现在工程建设中。受极端天气的影响,武汉地区常出现异常寒冷的天气状况,室外温度低至零度以下,自然界的浅层土体发生冻结,待温度有所提升,土体又会融化,这种反复的冻融作用会对红黏土的物理力学性质造成巨大影响。目前,对于冻融循环作用下红黏土物理力学性质的研究较少,因此本文以武汉地区的重塑红黏土为研究对象,采用室内试验手段,研究了冻融循环作用对红黏土力学性质的影响。具体工作和研究成果如下:(1)本文对风干、碾碎后的红黏土进行大量的土工试验和X衍射试验,测得试验土样的密度、含水率和物质成分等土工参数。(2)基于无水源供给的封闭冻融循环试验,研究冻融作用后试样的冻胀率和水分重分布。研究表明:试样的冻胀率随冻融循环次数的增加而减小,且减小幅度越来越小,最后趋于稳定。冻融作用后,土体内部水分分布不再均匀,呈现两端含水率高,中间含水率低。随着冻融循环次数的增加,试样两端含水率越来越高,中间含水率越来越低,且变化幅度也逐渐变小。(3)基于直剪试验对不同含水率的重塑红黏土完成了0～5次冻融循环作用后抗剪强度的测定,发现土体黏聚力随着含水率的增加、冻融循环次数的增加均呈现减小的趋势,大致呈指数函数关系,粘聚力在前2次冻融循环后衰减幅度较大,后几次冻融循环后衰减较小。内摩擦角值随着含水率的增加而减小,随着冻融循环次数的增加表现为一定范围内上下波动。(4)对冻融循环0～5次后的25%含水率重塑红黏土进行三轴试验,并将试验结果与相对应含水率下的直剪试验结果对比。研究发现:不同试验方式不会改变抗剪强度指标随着冻融循环次数增加而变化的基本趋势,但直剪试验得到的黏聚力均大于三轴试验所得到的黏聚力,且随着冻融循环次数的增加,黏聚力之间的差值越来越小。直剪试验的内摩擦角值与三轴试验的内摩擦角值互有大小,前者波动范围比后者波动范围大。(5)结合三轴试验的应力—应变曲线和邓肯—张模型得到了初始切线模量和割线模量随冻融循环次数、围压的变化规律。初始切线模量随着冻融循环次数的增加而减小,最后趋于稳定,随围压的增大而增大。割线模量随着冻融循环次数的增加而减小,随着围压的增大而增大。当冻融循环次数、围压一定时,割线模量随着轴向应变的增加而减小,最后趋于水平。(6)基于损伤力学理论、结合weibull概率分布、Mises屈服准则以及割线模量,建立了能够良好反映冻融作用一定次数后,红黏土三轴试验加载过程中的损伤本构模型。