高寒地区河道堤防土体材料冻融特性影响因素及冻融强度试验研究

摘要

针对某高寒地区内陆河堤防工程土体材料,借助土体渗透测试仪与GDS三轴试验机,设计开展冻融试验与三轴强度测试试验,获得了土体冻融特性与冻融强度特征。研究表明冻融试验中温度随时间变化为“U”型,孔隙系统状态对温度传递影响较弱,在封闭或开放系统中土层冻胀高度均为45 cm;开放系统中,冻胀高度以下土层含水量相比封闭式系统有所增大,高度105 cm处增大幅度约为16.7%。分析得出低温温度影响土层冻胀高度线,温度-28℃下位于60 cm,升温时间亦有所滞后;初始含水量增大,冻胀高度线不变,但冻胀高度线以上土层温度下降持续时长延长。含水量、低温槽冻结温度均与峰值应力呈正相关,其他参数相同下含水量12%峰值偏应力相比含水量8%增长了9.5%,冻结温度-10℃峰值偏应力相比-3℃增大了80.4%,冻结温度增大会促进土体变形趋于脆性特征;含水量增大,会提高抗剪参数值。论文为高寒地区堤防工程中土体材料的冻融特性及强度特征研究提供一定参考。