| 题名 | 反复冻融作用下含盐土路基破坏机理研究 |
| 作者 | 邴慧 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2008-05-09 |
| 授予单位 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
| 授予地点 | 寒区旱区环境与工程研究所 |
| 导师 | 何平 |
| 关键词 | 含盐土 冻融过程 盐胀 单轴抗压强度 破坏机理 |
| 其他题名 | Study on Failure Mechanism of Roadbed with Salty Soil during Cyclical Freezing and Thawing |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 中文摘要 | 随着中国经济的发展和“西部大开发”战略的实施，西部已成为中国岩土工程迅速发展的热土，但由于对盐渍土冻融特性及含盐冻土强度的研究还处于起步阶段，我国在青海省、新疆、甘肃省、内蒙等盐渍土最集中的地区兴建各项岩土工程，都存在工程造价高、工期长的问题，并不时发生盐害冻害等工程事故。这就必须要求对含盐土的特性有进一步的了解。迄今为止，就我国目前的研究情况来看，以铁路、交通和建筑等部门在盐渍土地区进行较多的研究工作，并在工程取得很大的成功，但就这种现状依然不能满足西部经济发展的需要。尤其是对反复冻融作用下含盐土路基的破坏机理尚不完全清楚，这就迫切需要了解含盐土的冻融特性及冻融作用下含盐土的物理力学性质等，以定量揭示含盐土路基在反复冻融作用下破坏的机理。 在深刻理解含盐土冻融过程中水盐迁移物理过程的基础上，相继在冻土工程国家重点实验室开展了一系列的室内试验，研究了硫酸钠盐渍土对土体冻胀的影响，反复冻融作用下土体中的水盐分布规律，含盐黄土经冻融循环后的物理力学性质，通过以上研究的认识以定量的模式揭示了含盐土模型小路基的冻融试验中路基的破坏机理，得到如下主要结论： 1.单向冻结过程冻结锋面的迅速形成，相当于一个盐分隔断层，已冻区内含盐量的变化较小，融土区内水携带盐分运移变化较大。在开放系统中，由于硫酸盐的介入，迁移的盐分富集到一定程度，会造成土体冻深的减小；盐分的存在影响了土体的冻结率，并在一定程度上抑制了土体的冻胀和成冰作用。单向冻结过程中土体变形量中盐胀和冻胀的贡献的计算结果表明土体变形主要是因为土体中原位水和迁移水的冻结所致，盐胀在变形中的贡献微弱。 2.不论是在单向冻结还是在反复冻融作用下，由于土体冻融过程中冰晶生长对下部土体的冻胀挤压以及分凝冰晶对周围土颗粒的排挤等因素，在整个土体中压密是客观存在的。 3.常温下通过对不同含水量、含盐量和经历不同冻融循环次数试样的单轴抗压强度试验表明：与未经冻融循环的含盐黄土试样相比，经历了冻融的试样的应力－应变曲线及土体的破坏方式有了极大的改变；冻融循环是土体从一个平衡状态向另一新的动态平衡发展的过程，在本次试验条件下，在经历冻融循环约为6次时试件尺寸、含水量和单轴抗压强度的降低率减缓，但对野外有水分补给等情况下，以冻融次数界定其尺寸、强度等物理参数则更为复杂。 4.含盐土的刚度特性受冻融循环次数的影响显著。含硫酸钠盐渍土在经历前3次冻融循环时，在小负荷作用下土体变形的难易程度降低，但是在之后的冻融阶段，由于冻融的压实，挤密，在小负荷下变形较困难，直到第六次冻融循环，随着冻融循环次数增加，土体中的盐分结晶析出量增多，在此之前作为土颗粒骨架的盐分转化为削弱土颗粒之间强度的作用，在较小的负荷作用下，土体极易变形破坏。 5.无盐黄土模拟路基冻融试验结束后，路基结构并未产生结构性破坏，但造成路基土表层失水，土颗粒松散，这在风力较大且盛行的地区不失为一种路基病害。含盐黄土模型路基在经历4个冻融循环后，破坏严重。硫酸钠盐参与到土体的冻融循环过程中，路基土体中的冰水相变以及盐分的结晶消溶，造成土体的应变超过了其破坏应变，即使在无任何外力作用下，土体在反复冻融作用下即可发生破坏。随着反复冻融次数的增加，路基的不均匀沉降程度加重，造成路基中间的拉裂破坏。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-08-22 |
| 页码 | 99 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.casnw.net/handle/362004/21630]  |
| 专题 | 寒区旱区环境与工程研究所_研究生学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 邴慧. 反复冻融作用下含盐土路基破坏机理研究[D]. 寒区旱区环境与工程研究所. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 2008. |
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