冻融循环作用对黄土力学性质损伤的试验研究

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冻融过程中土结构由于受到了冷生作用的影响,导致土体冻融后其物理力学性质发生变化。而我国季节性冻土地区占到了国土面积的53.5%,主要分布于我国西北黄土地区,因此研究季冻土区冻融作用对黄土工程性质的影响有极其重要的工程意义。目前,冻融循环作用对土物理性质的影响研究已经比较深入,有较为统一的认识,而冻融循环作用对土力学性质的影响却缺乏统一系统的共识,也没有提出统一的规律性研究成果,因此有待进一步深入研究。  本文以陕西杨凌黄土为研究对象,考虑了不同初始含水率、不同冷端温度及不同冻融循环次数三个影响因素,基于重塑黄土系列的静三轴试验详细研究了土样的冻融特性及冻融循环次数对黄土力学性质的影响规律。不同冷端温度试验结果对冻融作用改变黄土结构性从机理上做出解释,为进一步研究冻融循环作用对黄土的影响效应提供理论支持;冻融循环试验揭示了黄土各项力学性质的规律性变化情况,黄土经过冻融循环其强度参数发生了变化,黏聚力在经过一定次数的冻融循环之后降到最低值,并趋于稳定,内摩擦角总趋势上略有增大,规律性不明显;变形方面,基于E-μ模型八参数随冻融循环的变化分析,K、n、G、F值变化规律趋势较明显,总体上冻融循环对土体结构有类似扰动性效应。基于冻融循环试验数据,模拟黄土边坡在不同冻融损伤条件下,冻融深度,冻融区含水量及冻融循环次数三个因素对边坡稳定安全系数的衰减变化规律。
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