单向冻结条件下粗颗粒级配土的水热分布及冻胀特性研究

作者：刘倩倩; 蔡国庆^*; 秦宇腾; 尹凤杰; 李舰; 赵成刚

来源：岩石力学与工程学报, 2023, 42(09): 2329-2340.

DOI：10.13722/j.cnki.jrme.2022.1025

• 土力学
• 粗颗粒级配填料
• 单向冻结试验
• 气态水迁移
• 水热分布
• 冻胀

随着寒旱区高速铁路工程的增多和工程服役时间的增长，气态水迁移引发的路基冻害问题被广泛关注。为深入探究寒区粗颗粒填料的冻胀机制，研制一套考虑水–热–力耦合的土柱试验装置，开展不同补水类型、细颗粒含量、细颗粒类型的单向冻结试验。结果表明：(1)冻结锋面位置受补水方式、细粒土含量的影响较为显著，细粒土类型的影响相对较小。(2)随冻结时间的增长，液–气组合补水和气态水补水均会导致试样含水率不断升高，而前者含水率变化较快。细粒土含量和类型会显著影响气态水迁移量，造成土柱水分分布的明显差异。(3)粗颗粒级配土中液态水很难通过冻胀–抽吸力直接上升至冻结锋面，气态水迁移是造成冻胀发展的重要因素。在高速铁路的长期运营过程中，气态水迁移引发的路基水分积聚和冻胀问题不可忽视。

• 单位
  北京交通大学; 建筑工程学院