冀北寒区水泥土的强度特性研究和反正切函数应用

摘要

为了研究季冻区路基水泥改良土在冻融循环作用下的力学特性,以6%水泥掺量为例,通过常规三轴压缩试验获取应力-应变曲线,并进行力学分析,发现经历了冻融循环作用的水泥土试件,其破坏形式为劈裂式脆性破坏,对应的q-ε1曲线为应变软化型。本文在q-ε1曲线中提出了临塑点的概念,该点表征了土体因冻融循环而形成的初始损伤状态。相同围压条件下,峰值强度随着冻融循环次数的增加逐渐减小,经历第一次冻融循环后,强度减小最为明显。试样的黏聚力与冻融循环次数的变化规律与峰值强度一致,但内摩擦角的规律则不明显。围压一定的情况下,临塑点处的切线模量和偏应力与冻融循环次数呈正相关关系,该点应变的规律则相反。最后提出了考虑冻融循环次数的本构方程,为季冻区水泥土路基的设计提供可靠的理论依据。