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土体冻胀敏感性评价
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:岩石力学与工程学报
  • 时间:2014
  • 页码:594-605
  • 分类:TU43[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]中南大学 土木工程学院,湖南 长沙 410075, [2]中南大学 高速铁路建造技术国家工程实验室,湖南 长沙 410075
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51208519);国家重点基础研究发展计划(973)项目(2014CB047001)
  • 相关项目:基于大变形理论的岩土材料热-力本构特性的研究
中文摘要:

假定冻胀是由冻土内冰透镜体的生长引起的;冰透镜体的生长由热力学 Clapeyron 方程控制,并且依赖于已冻结区与未冻结区之间冻结缘是否存在。未冻水和冰共存于冻结缘的孔隙中;冰水交界面处的吸力使水产生流动,并为冰透镜体的生长补给水分。同时,通过定义1个新的简单的“有效应力”的概念,来判断是否会萌生新的冰透镜体,并提出1个简单的冻胀模型。该模型仅通过几个简单的土的参数,就可以计算土体冻胀量及冻结深度。在此基础上,利用所建立的模型对不同土的冻胀敏感性进行分析。土的冻胀敏感性必须结合环境条件来评估,如上覆压力、温度梯度、降温速率及地下水位埋深等;而某些土在传统的分类中属于弱冻胀土,但在一定环境条件下,仍会产生显著的冻胀量或冻胀压力。

英文摘要:

Frost heave is assumed to be caused by the formation of ice lenses in a freezing soil. The formation of ice lenses is governed by the Clapeyron equation of thermodynamics and relies on the existence of a frozen fringe between frozen and unfrozen zones. Both unfrozen water and ice co-exist in pores of the frozen fringe. The suction at water-ice interface is the driving force for water flow that feeds the growth of ice lens. The initiation of a new ice lens is governed by a simple effective stress concept. Then a simple frost heave model is presented. The frost heave model contains only a few soil parameters and can be used to compute frost heave and frost penetration in stratified soil profiles. The second part of the paper illustrates the application of the frost heave model in assessing the frost susceptibility of different soils. It is shown that the frost susceptibility of a soil must be assessed together with environmental conditions such as overburden pressure,temperature gradient,cooling rate and the depth of groundwater table. A soil that is only mildly susceptible to frost according to classification can still generate a significant amount of heave or heaving pressure under favourable environmental conditions.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:75823