含硫酸钠盐冻结粉砂强度与变形指标的试验研究

摘要

对硫酸钠盐含量为0.5％的冻结粉砂在-2℃的温度下和0.3～17MPa围压范围内进行了三轴压缩试验.试验结果表明,含硫酸钠冻结粉砂强度随围压的增大呈先增大后降低的规律,强度的增大阶段可分为两个阶段,第一阶段为0.3～4MPa,增大速率为1.775;第二阶段为4～8MPa,增大速率为0.753,围压8MPa时强度最大,其值为13.10MPa,与0.3MPa围压处的最小强度值3.52MPa相差9.58MPa;在8～17MPa的围压范围内,强度整体呈现下降趋势,强度在13.10～12.19MPa波动.为在冻土工程计算中选取合理的变形指标,对比分析了初始切线模量E0与0.5倍强度处割线模量E0.5、初始切线泊松比μ0和0.5倍强度处割线泊松比μ0.5随围压的变化规律.分析结果表明,两种方式确定的弹性模量和泊松比的变化规律均可按围压分为0.3～4MPa、4～10MPa和10～17MPa三个阶段,弹性模量E0与E0.5在第一阶段和第二阶段均随围压的增大而增大,但第二阶段的增加速率比第一阶段低,在第三阶段E0随围压的增加呈现明显的减低趋势,从最大值1022.39MPa降低到490.27MPa,而E0.5在在该阶段受围压影响不大;泊松比μ0与μ0.5在第一阶段与第二阶段均随围压的增大而减小,但第二阶段的降低速率比第一阶段小,在第三阶段μ0与μ0.5随围压的增大而增大.对变形指标随围压的变化规律分析表明,冻土初始变形行为对围压敏感,数据离散性大,在工程计算中选取0.5倍强度处对应的割线变形指标在数据上更为稳定、可靠.