季冻区非饱和粉质粘土融沉特性试验研究

摘要

本文以哈尔滨地区典型土质—粉质粘土为研究对象，首先进行了常规的土工试验，测定了该土质的基本物性指标。选择初始含水率、初始干密度、冻结温度、融化温度及冻融循环次数等影响因素，对该土质进行多水平的单因素试验及正交试验，建立了冻胀率、融沉系数及融化压缩系数的预报模型，为今后的工程应用提供参考依据。
　　研究内容主要分为以下几方面:
　　首先，研究冻土的冻胀融沉机理和影响因素，为后续的试验研究提供理论保障;根据冻土融沉系数（冻胀率）和融化压缩系数的测定方法，以及试验土样的基本物性指标，确定试验方案及边界条件。
　　其次，利用冻土冻胀融沉试验装置进行融沉系数（冻胀率）的测定，通过单因素试验和正交试验，获得不同初始含水率、初始干密度、冻结温度、融化温度及冻融循环次数对融沉系数（冻胀率）的影响规律;利用固结仪进行（融化）压缩系数的测定，考虑初始含水率、初始干密度、冻结温度、融化温度及冻融循环次数等因素进行多水平单因素试验，获得各因素对（融化）压缩系数的影响规律。利用Origin数据分析软件对相关特征值的变化规律进行分析，建立回归方程。
　　最后，在对试验数据充分分析的基础上，利用SPSS软件中的多元线性回归拟合模型分别建立冻胀率、融沉系数、融化压缩系数的预报模型，并检验模型计算值能否通过误差分析，验证预报模型的合理性。

目录

摘要

1 绪论

1．1 研究目的与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 冻土融沉研究现状

1．2．2 冻土融沉预报模型研究现状

1．3 研究内容与技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

2 季冻区冻土冻胀融沉机理及试验研究

2．1 冻土冻胀机理及影响因素

2．1．1 冻土冻胀机理

2．1．2 冻土冻胀影响因素

2．2 冻土融沉机理及影响因素

2．2．1 冻土融沉机理

2．2．2 冻土融沉影响因素

2．3 试验装置

2．3．1 冻土冻胀融沉试验箱的组成及功能

2．3．2 固结实验仪器的组成及功能

2．4 试验设计

2．4．1 冻胀融沉试验设计

2．4．2 融化压缩试验设计

2．5 试验参数及边界条件

2．6 试验方案

2．7 本章小结

3 试验结果分析

3．1 数据计算方法

3．2 含水率对融沉特性的影响

3．3 干密度对融沉特性的影响

3．4 冷端温度对融沉特性的影响

3．5 融化温度对融沉特性的影响

3．6 冻融循环对融沉特性的影响

3．7 土体冻融过程中水分迁移特征

3．8 冻土冻胀融沉正交试验结果分析

3．9 冻土融化压缩特性试验结果分析

3．9．1 不同外界条件下冻土压缩试验结果分析

3．9．2 各因素对冻土压缩特性的影响分析

3．9．3 各因素对冻土压缩特性的影响程度比较

3．10 本章小结

4 冻土冻胀融沉预报模型的建立

4．1 冻土冻胀融沉多元线性回归模型简介

4．2 冻土冻胀融沉多元线性回归模型的建立

4．2．1 冻土冻胀率预报模型的建立

4．2．2 冻土融沉系数预报模型的建立

4．2．3 冻土融化压缩系数预报模型的建立

4．3 多元线性回归预报模型拟合结果的评价

4．3．1 冻土冻胀率预报模型拟合结果评价

4．3．2 冻土融沉系数预报模型拟合结果评价

4．3．3 冻土融化压缩系数预报模型拟合结果评价

4．4 本章小结

结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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