【摘 要】
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冻土在我国分布面积较为广阔,因其特殊性在冻土地区的基础工程的建设都将面临冻土所带来的问题。目前而言对于饱和冻土的研究较为广泛且完善,但工程实际面临的往往都是非饱和冻土的问题,因此对于非饱和冻土的研究是十分有必要的,而自然界中的非饱和土主要分为两种,一种是在工程中路基或者土石坝等人工压实的非饱和土体,第二种是在大自然里经干湿循环的非饱和土体,非饱和土的形成方式的不同会对土体的内部结构产生很大的影响,
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冻土在我国分布面积较为广阔,因其特殊性在冻土地区的基础工程的建设都将面临冻土所带来的问题。目前而言对于饱和冻土的研究较为广泛且完善,但工程实际面临的往往都是非饱和冻土的问题,因此对于非饱和冻土的研究是十分有必要的,而自然界中的非饱和土主要分为两种,一种是在工程中路基或者土石坝等人工压实的非饱和土体,第二种是在大自然里经干湿循环的非饱和土体,非饱和土的形成方式的不同会对土体的内部结构产生很大的影响,最终表现为在对冻胀敏感的程度上会有很大的差异。本文分别采用预制压样法和饱和风干法两种不同的制样方法来模拟上述两种非饱和土的形成,随后通过室内试验和理论分析研究不补水条件下非饱和土单元体冻结变形特性,从而确定非饱和土冻结变形的主控因素,并结合微观试验分析其变形机理,结合力学试验分析非饱和冻土的冻结变形特性与力学特性之间的关系。通过试验研究和理论分析,本文取得了如下结论:（1）无论采用何种制样方式,在压实度一定时土样的冻胀随着初始饱和度的增大而增大,在饱和度一定时土样的冻胀随着初始压实度的增大而减小;采用预制压样制样法的试样均无冻缩现象,在饱和度为0.5时其冻胀率几乎为0;采用饱和风干制样法的试样存在冻胀临界饱和度（0.7～0.8）;且粉土比粉质黏土更易冻胀。（2）对于同一压实度的试样,其初始饱和度对SFCC曲线几乎无影响。当温度高于-10℃时,试样的未冻水含量随着压实度的增大而增大,当温度低于-10℃时压实度对未冻水的含量也几乎无影响;采用预制压样制样法的试样的孔隙水主要存在于小孔中（0.001～0.3μm）、其冻胀主要由薄膜水控制;采用饱和风干制样法的试样的孔隙水主要存在于大孔中（0.001～3μm）、其冻胀主要由毛细水控制。（3）非饱和冻土的冻结强度随着初始饱和度的增大而增大;初始饱和度较高的非饱和冻土其冻结强度主要由冰胶结作用控制,而对于初始饱和度较低的非饱和冻土其冻结强度需要考虑毛细黏聚的贡献。（4）冰水相变引起的膨胀量和冰胶结作用均与试样的体积含冰量呈线性关系;基于刘李模型对兰州榆中粉土的冻结强度参数a0、a1和冻结体变参数b0、b1进行了标定,a0、a1分别为12.2k Pa和-28.2k Pa;b0、b1分别为0.6、33.8。
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