冻融循环对掺砾黏土体积变化和力学特性影响的试验研究

作者：张勇敢; 鲁洋^*; 刘斯宏; 张呈斌

来源：岩石力学与工程学报, 2021, S2: 3323-3333.

DOI：10.13722/j.cnki.jrme.2021.0003

• 土力学
• 掺砾黏土
• 冻融循环
• 三轴压缩试验
• 体积变化
• 力学特性

为研究冻融循环作用对掺砾黏土体积变化和力学特性的影响,首先对掺砾黏土试样开展冻融试验,得出试样在冻结时发生体积收缩,并且试样高度收缩率小于直径的收缩率;当冻融循环次数超过5次后,试样体积趋于稳定。此外,对不同冻融循环次数、围压下的掺砾黏土试样开展不固结不排水三轴压缩试验,研究冻融循环后试样的应力–应变关系曲线、破坏强度、弹性模量、抗剪强度参数的变化规律。试验结果表明:掺砾黏土的力学特性受冻融循环影响显著,但冻融循环作用并不改变应力–应变曲线形态。试样经历第1次冻融循环后其破坏强度急剧降低,当冻融次数超过2次后,试样的破坏强度表现出随着冻融循环次数的增加先缓慢降低后缓慢增大的趋势。各围压下试样的弹性模量均随冻融循环次数的增加先降低后增大,在经历4～6次冻融作用后弹性模量达到最小值。试样的黏聚力随着冻融循环次数的增加呈现出先减小后略有增大趋势,但内摩擦角几乎不受冻融循环作用的影响。建议在季冻区进行掺砾黏土料的工程设计时可采用6次冻融循环作用后的强度指标作为设计参数。

• 单位
  岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室; 河海大学