粉土凍結(jié)時(shí)水分遷移規(guī)律試驗(yàn)研究.pdf

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1、應(yīng)用研究粉土凍結(jié)時(shí)水分遷移規(guī)律試驗(yàn)研究胡曉波[中交四公局淵北京冤公路試驗(yàn)檢測(cè)科技有限公司袁北京100121]摘要院以季節(jié)凍土地區(qū)公路發(fā)生嚴(yán)重凍脹路段的路基填土為研究對(duì)象袁通過(guò)開(kāi)敞條件下的室內(nèi)單向凍結(jié)試驗(yàn)袁研究粉質(zhì)路基填土凍結(jié)時(shí)水分遷移及凍后水分重分布規(guī)律遙結(jié)果表明院開(kāi)敞條件下冷卻溫度堯壓實(shí)度對(duì)水分遷移影響明顯遙冷卻越高袁土樣的吸水量越大曰壓實(shí)度越大袁土樣的吸水量越小遙關(guān)鍵詞院砂質(zhì)粉土曰公路路基曰單向凍結(jié)曰水分遷移中圖分類(lèi)號(hào)院TU411文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼院A文章編號(hào)院1674要3024淵2015冤04要162要01引言器袁然后排出補(bǔ)水管中的空氣袁接著把冷端與暖端溫度都調(diào)節(jié)為1益袁恒溫24小時(shí)遙調(diào)

2、節(jié)試樣冷端達(dá)到預(yù)定的溫度袁同時(shí)加載袁使凍脹是季節(jié)凍土地區(qū)常見(jiàn)的道路病害袁是困擾我國(guó)道路建試樣單向凍結(jié)遙當(dāng)連續(xù)6小時(shí)同一位置的溫度變化很小袁且凍脹設(shè)的一個(gè)重要問(wèn)題遙水分是造成凍脹病害的重要原因袁凍脹的發(fā)變形量穩(wěn)定時(shí)結(jié)束試驗(yàn)遙試驗(yàn)過(guò)程中試樣內(nèi)部溫度變化值堯凍脹展過(guò)程就是水分在路基中的遷移過(guò)程遙大量工程證明袁在凍結(jié)過(guò)變形量用電腦自動(dòng)采集遙程中袁因地下水補(bǔ)給袁往往產(chǎn)生更嚴(yán)重的凍害現(xiàn)象遙關(guān)于土凍結(jié)過(guò)程中的水分遷移規(guī)律袁國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究遙吳紫汪2結(jié)果分析的研究表明凍結(jié)過(guò)程中不斷有外界水源補(bǔ)給時(shí)袁即開(kāi)敞條件下2.1吸水量分析土的凍結(jié)過(guò)程袁土凍脹特性變化更加明顯遙凍結(jié)過(guò)程中水分向凍隨著冷端溫

3、度的升高袁吸水量逐漸增大袁且吸水量達(dá)到穩(wěn)定結(jié)區(qū)的遷移是在各種梯度作用下完成的遙凍脹的危害程度大袁水的時(shí)間越慢遙這是由于開(kāi)敞系統(tǒng)條件下有充足的水分補(bǔ)給袁在較分遷移的影響因素較多袁因此袁本文針對(duì)109國(guó)道典型凍脹地段高的冷端溫度下袁土樣凍結(jié)速率較小袁有充足的時(shí)間完成水分遷路基的砂質(zhì)粉土填料開(kāi)展開(kāi)敞條件下的凍脹試驗(yàn)袁研究粉質(zhì)路移遙隨著土樣壓實(shí)度的增大土樣的最終吸水量減小遙壓實(shí)度越基填土凍結(jié)時(shí)水分遷移及凍后水分重分布規(guī)律袁分析了冷卻溫大袁土體顆粒間隙也越小袁由于顆粒間隙是水分遷移的重要通度堯壓實(shí)度其吸水量堯凍后含水率的影響遙道袁所以充分壓實(shí)的土體袁水分遷移量較小遙1試驗(yàn)方案2.2凍后含水率分析

4、土體在開(kāi)敞系統(tǒng)中凍結(jié)時(shí)會(huì)發(fā)生水分遷移袁導(dǎo)致土體內(nèi)部含1.1基本參數(shù)水率發(fā)生變化袁凍結(jié)穩(wěn)定后袁某位置含水率達(dá)到最大值袁這個(gè)含水本試驗(yàn)采用109國(guó)道青海省境內(nèi)橡皮山段路基填土袁該地率稱(chēng)為鋒面含水率遙本試驗(yàn)由于受到條件的限制袁測(cè)量?jī)龊笤嚇訁^(qū)最高點(diǎn)海拔3800米袁高山寒凍風(fēng)化作用強(qiáng)烈遙路基土質(zhì)為砂每個(gè)位置的含水率比較困難袁只能取到五個(gè)位置的含水率袁下面質(zhì)土和粉質(zhì)土袁土基為中濕類(lèi)型遙該土的基本參數(shù)試驗(yàn)按葉土工的分析就假設(shè)這五個(gè)位置中的最大含水率為鋒面含水率遙試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)曳淵GB/T50123-1999冤進(jìn)行袁具體物理指標(biāo)與顆粒在不同的冷端溫度時(shí)袁土樣凍結(jié)鋒面以上的已凍土中的含成分見(jiàn)表1與表2袁可

5、以確定袁該土為細(xì)顆粒含量較多的低液限水量比其初始值均有一定的增大遙凍結(jié)鋒面附近含水率卻隨著砂質(zhì)粉土袁屬凍脹敏感性土遙冷端溫度降低逐漸減小遙這是由于在凍結(jié)速率較大時(shí)袁土的凍結(jié)表1土樣的基本物理指標(biāo)深度變化較快袁而凍土的導(dǎo)水系數(shù)較小袁進(jìn)入凍土中的水分遷移最優(yōu)含水最大干密塑性量減小遙不同壓實(shí)度作用時(shí)土樣中含水量分布形式很相似袁且隨名稱(chēng)塑限豫液限豫比重率豫度g/cm3指數(shù)著壓實(shí)度的增大土樣中同一位置處含水量有所降低袁鋒面含水率減小幅度最大遙數(shù)值15.21.8319.728.68.92.713結(jié)論表2顆粒分析結(jié)果淵1冤在開(kāi)敞系統(tǒng)條件下袁粉質(zhì)路基土的凍脹變形明顯袁主要粒徑淵mm冤0耀0.0050.

6、005耀0.0750.075耀5是由于凍結(jié)過(guò)程中水分遷移量較大袁凍結(jié)后土體內(nèi)部水分進(jìn)行了重分布遙淵2冤冷端溫度堯壓實(shí)度對(duì)粉土凍結(jié)過(guò)程中吸水量影響含量淵豫冤24.1543.2832.57明顯遙隨著冷端溫度的降低袁壓實(shí)度的增大袁吸水量越小袁但冷端溫度對(duì)吸水量的影響程度最大遙淵3冤冷端溫度堯壓實(shí)度對(duì)粉土凍1.2試驗(yàn)內(nèi)容結(jié)后內(nèi)部含水率變化都有影響袁隨著冷端溫度的升高袁壓實(shí)度的對(duì)不同冷端溫度堯壓實(shí)度下凍結(jié)的土樣袁在動(dòng)荷載條件下進(jìn)減小袁鋒面含水率越大袁形成的冰透鏡體越厚遙行了開(kāi)敞條件下凍脹試驗(yàn)遙土樣凍前含水量為最優(yōu)含水量15.2%袁飽和度為58.4豫袁試樣底部暖端溫度設(shè)置為恒溫1益袁其參考文獻(xiàn)院它

7、參數(shù)如表3所示遙[1]吳紫汪,程國(guó)棟,朱林楠.凍土路基工程[M].蘭州:蘭州大學(xué)表3試驗(yàn)設(shè)計(jì)出版社,1988[2]吳紫汪等.土的凍脹性實(shí)驗(yàn)研究[M].北京院科學(xué)出版社袁冷端溫度壓實(shí)度荷載大小荷載頻率試驗(yàn)條件淵益冤淵豫冤3淵kPa冤淵Hz冤1981[3]陳肖柏,劉建坤等.土的凍結(jié)作用與地基[M].北京:科學(xué)出-3,-5,-10,85,88,90,具體數(shù)值601版社袁2006-12,-1592,95[4]陳肖柏等.砂礫料之凍脹敏感性[J].巖土工程