瞬態激勵下凍融循環對樁-土耦合剛度影響試驗

朱道佩，晏浩城，田思遠

(江西理工大學土木與測繪工程學院(南昌)，南昌 330013)

凍融循環作用下，土體的結構和力學性質會發生周期性的變化，而這些變化可能會直接影響到地基及上部結構的穩定，因此凍融循環作用對土體性質的影響不容忽視[1]。研究凍融循環作用下的土體結構可以發現，凍融循環過程會一定程度的改變土顆粒的排列和連接[2-3]。哈爾濱等嚴寒地區冬季長達數月有余，且氣溫變化范圍為-15～30 ℃。路基土也隨著季節的變化歷經周期性的凍融循環作用，導致路基土的力學性質、物理性質發生較大的損傷。路基溫度低于0 ℃時，土壤中水分會因熱力學條件改變而發生相變和遷移。水凍結成冰體積膨脹，對土體有明顯擠壓作用，破壞土的原有結構，對道路路基土的質量以及結構性造成影響甚至破壞。其中濕地軟土路基因含水率較高而受凍融影響更為明顯[4]。

另一方面，在凍融循環作用下，土的力學性能還與土的含水率有關，土體中水分含量將大大影響土壤凍結行為[5-6]，研究不同含水率的土體在凍融循環作用下性質的變化，以便更好地進行土中結構或構件動力響應的實時監測[7]。

壓電陶瓷(piezoelectric ceramics，PZT)作為一種智能材料在結構的健康監測中得到了越來越廣泛的應用[8-9]。壓電陶瓷在工程中的應用主要是由于其本身的壓電效應[10]，包括正壓電效應和逆壓電效應。正壓電效應反映了壓電陶瓷將機械能轉變為電能的能力，逆壓電效應反映了壓電陶瓷將電能轉換為機械能的能力。……