冻融作用下初始含水率对膨胀土边坡稳定性的影响研究

摘要

随着全球气候变暖,季节性冻土区面积不断增大,边坡在冻融循环作用下,极易发生失稳破坏;由于膨胀土是一种特殊性的土,膨胀土边坡更易失稳.通过建立不同初始含水率的膨胀土边坡模型,对多次冻融循环下坡体温度、含水率、土压力以及位移进行实时监测,研究了冻融循环下,不同初始含水率膨胀土边坡坡体各指标的变化规律,进而探究初始含水率对膨胀土边坡稳定性的影响.研究发现:在多次冻融循环过程中,膨胀土边坡各监测数据均呈周期性变化,首次冻融对边坡土体的影响最大,并且在冻融过程中,边坡呈现单向冻结,双向融化现象,且融化速率大于冻结速率;边坡初始含水率越高,到达冻结稳定所需要的时间越长,土压力变化幅度越大,冻胀率也越大;此外,不同初始含水率边坡土体存在“冻胀融缩”或“冻缩融胀”两种现象,但边坡整体均向临空面发展.本研究成果对进一步探究季冻区膨胀土边坡稳定性以及失稳机制具有重要意义,可为季冻区膨胀土边坡稳定性的研究提供更好的理论基础及科学依据.