含水率及應(yīng)變速率對(duì)凍結(jié)粉質(zhì)黏土強(qiáng)度特性影響

張雅琴，楊 平，江汪洋，張 婷，陳 亮

(1.南京林業(yè)大學(xué) 土木工程學(xué)院，江蘇 南京 210037； 2.常州市軌道交通有限公司，江蘇 常州 213000)

0 引言

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)凍土強(qiáng)度展開了大量研究[1-3]，主要從兩個(gè)方面入手，一方面是土體本身物理性質(zhì)[4-11]對(duì)強(qiáng)度的影響，主要包括含水率、干密度、含冰量、試樣形狀等。存在最佳含水率使凍土抗壓強(qiáng)度最大，抗壓強(qiáng)度隨干密度增大而減小。冰含量越多，承受荷載能力越強(qiáng)，凍土強(qiáng)度越大。隨著含鹽量升高，凍土強(qiáng)度先增大后減小，存在最大強(qiáng)度。凍結(jié)粉土抗壓強(qiáng)度和破壞應(yīng)變與試件形狀有關(guān)，試驗(yàn)條件相同情況下，正方體試件性能高于圓柱體試件。另一方面是試驗(yàn)條件[12-18]的影響，主要包括圍壓、試驗(yàn)溫度、應(yīng)變速率、凍融循環(huán)次數(shù)等。

凍土強(qiáng)度隨應(yīng)變速率增加呈冪函數(shù)上升狀態(tài)，因此試驗(yàn)中應(yīng)慎重選擇應(yīng)變速率。溫度對(duì)凍土強(qiáng)度的影響與冰結(jié)晶有關(guān)，總體呈負(fù)相關(guān)。凍融循環(huán)對(duì)粗粒土試件回彈模量有一定弱化作用。但關(guān)于含水率及應(yīng)變速率對(duì)粉質(zhì)黏土單軸抗壓強(qiáng)度影響的認(rèn)識(shí)還不深刻，特別是對(duì)凍土彈性模量、回彈模量及其影響因素的研究較少。

南京位于長(zhǎng)三角地區(qū)，地層軟弱，地下水豐富，地鐵建設(shè)發(fā)展迅速，加固軟弱土層隔絕地下水影響是施工難點(diǎn)，人工凍結(jié)法的出現(xiàn)有效解決了這一難題，因此南京地鐵聯(lián)絡(luò)通道、盾構(gòu)隧道端頭加固等多采用人工凍結(jié)法，大量人工凍土問題亟需解決。人工凍結(jié)法設(shè)計(jì)要考慮凍結(jié)壁厚度及后續(xù)變形問題，常選取凍土單軸抗壓強(qiáng)度和彈性模量為主要力學(xué)參數(shù)指標(biāo)，因此有必要明確其變化規(guī)律及內(nèi)在機(jī)理。……