冻融循环下非饱和膨胀土一维土柱模型试验研究

摘要

通过一维土柱模型对非饱和膨胀土进行冻融循环试验,分析了冻融循环过程中不同深度处温湿度、土压力、孔隙水压力和竖向位移的变化规律.试验结果表明:(1)土体在冻结过程中温度可分为过冷、跳跃、恒定、递降和稳定5个不同的变化阶段,存在明显跳跃点和冻结点,而升温过程并无明显的过热或突变现象出现.(2)冻结过程中,未冻水含量随温度下降逐渐降低,土体冻结点之后未冻水含量降低速度变快,整个冻融过程始终有未冻水存在.整个冻融过程中不同深度处的土体的温度和未冻水含量的变化均存在滞后现象.(3)温度场和水分场的变化会导致土体应力状态的改变,从而导致土压力和孔隙水压力的变化.其中第一次冻融对土压力和孔隙水压力的影响最大,随着冻融循环次数的增加变化渐缓.(4)冻融过程土体的竖向位移会发生波浪形变化,其中水分相态的转变对位移的影响最大,土颗粒及矿物成分的热胀冷缩带来的影响最小.