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人工冻结技术适应性强,能适应各种复杂多变的工程环境;其形成冻土帷幕强度高、隔水性好,且环境污染小,无噪声。随着城市的发展,冻结法施工越来越多的用于市政工程中。然而,在施工中经常发生冻融循环作用,基于此本文研究了冻融作用对人工冻结土物理力学性质的影响。 对冻融作用后人工冻土的冻胀率、水分重分布的研究表明:胀率随着冻融循环次数的增加,冻胀率逐渐减小,变化幅度为0.1%~0.6%,之后逐渐趋于稳定;冻胀率随着含水率的增大而增大;低温时发生原位冻结,分凝冻结时,随着温度的降低,冻胀率增大。土冻结后,水分呈抛物线分布,两端大,中间小,最大达20.8%,最小仅为18.5%;冻融作用对水分迁移有累积作用,随着冻融作用次数的增加,两端水分越来越多,而中间越来越小,6次冻融作用后相差1.5%~2.3%;低温(-15℃)时发生原位冻结,水分迁移量小。不同的冻结温度下,水分迁移量不同,温度越低(发生原位冻结的低温除外),迁移量越大。 对冻土的单轴、三轴抗压研究发现:单轴抗压强度与冻结温度成线性关系,强度冻融作用、含水率相互影响,三者相互作用,冻结温度的影响最大。三轴剪切破坏准则符合摩尔-库伦准则,内摩擦角为18°~33°,黏聚力为1~1.5MPa。重塑土的含水率接近塑限时,期内摩擦角随着冻融作用次数的增加而增加,大致成线性关系;黏聚力随着冻融作用次数的增加而减小,也基本成线性关系;而其他含水率的土样,其内摩擦角与黏聚力无明显的规律。 最后,利用割线弹性模量作为损伤变量,对单轴、三轴压缩过程中的损伤特性进行了研究。结果表明:计算的损伤值为0.5~0.8,三轴的值比单轴的小为0.4~0.6。单轴压缩的损伤值随着冻融次数的增加成折线规律,先减后增再减。三轴压缩的损伤值随着冻融次数的增加,先增大,后减小。含水率对单轴、三轴压缩的损伤值影响明显。单轴的损伤值随着含水率的增加而增大;三轴则呈先增大后减小的趋势,在某一含水率时损伤值最小。三轴压缩试样的损伤值,随着围压的增大而增大。