冻土自开始融化到已有应力下达到固结稳定为止,这一过渡状态的土体被称作融土。融土微观结构与融沉关系的研究和以微观结构特征来表征宏观融沉的特性是未来冻融土微观结构的研究方向。
融土特性物理特性孔隙特性:冻融作用降低松散土体的孔隙比,增加密实土体的孔隙比,经多次冻融循环后土体的干容重趋于某一定值,即孔隙特征趋于稳定,且这一定值与土体的初始干容重无关,而与土体的种类有关。
渗透性:冻融循环作用使得土的结构变化,经常导致渗透率变化几个数量级。研究发现已融黏土的渗透系数比同样成分的原状土要大3~10 倍。试验研究证明,这种现象是由于在冻融过程中土体中的细颗粒增多,土体中产生纵向裂隙所致。1
力学特性强度特性:在温度荷载作用下原状土受到扰动,其力学性能发生变化,主要表现为黏聚力和摩擦角的变化。原状土及不同解冻条件下的融土固结排水剪切试验发现冻融后,黏聚力降低,内摩擦角增大,且融化温度对融土的强度影响很小。在不同冻结温度和融化温度、不同冻融循环次数、开放和封闭体系条件下对冻融饱和原状粉黏土试样进行了不固结、不排水剪切试验也得到了以上结论,并且发现随着冻融循环次数的增加,5~7 次冻结循环后黏聚力和内摩擦角逐渐趋于稳定。
压缩特性:冻融作用下土体的孔隙特征发生变化,从而压缩特性也将发生变化。研究发现冻融后土体的压缩性增大,土体发生软化。同一冻结条件下( 冷端温度-10℃) 初始干重度对冻融前后土的力学性质有一定的影响。
冻融作用对土体的物理力学特性产生了明显影响,主要从其基本的物理力学指标进行着手,但涉及的土质较少,尤其缺少对河相和海相软土的研究。1
融土微观结构通过对粉质黏土冻融后微观结构特征的研究发现,土样经过一个冻融循环后矿物成分并无明显变化; 内部的孔隙大小发生了变化,土样冻融后比表面积、孔隙率较冻前增大。以上海原状和冻融后的暗绿色粉质黏土为研究对象,结合该土体冻结前后的微结构电镜扫描图片,对比分析土体冻融后动力特性变化的微观机理,表明土体强度削弱来自冻结时水分膨胀对土体微观结构的破坏。以上海第四层淤泥质黏土为研究对象,研究土体冻结温度对孔径、孔隙形状、定向性、面孔隙度和面孔隙比变化的影响。通过补水条件下的冻融循环试验,对不同冻融循环次数的压实黄土进行定量分析,发现随着冻融循环次数的增加,土样内部冰晶的生长及冷生结构的形成导致土样中孔隙体积增加,土颗粒受到挤压并形成新的土骨架结构,证实了冻融对黄土结构的削弱作用。随着冻融循环次数的增加,土孔隙排列向均匀化发展,圆形度呈上升趋势。1
本词条内容贡献者为:
杨刚 - 教授 - 西南大学融土
图文简介
冻土自开始融化到已有应力下达到固结稳定为止,这一过渡状态的土体被称作融土。融土微观结构与融沉关系的研究和以微观结构特征来表征宏观融沉的特性是未来冻融土微观结构的研究方向。
- 来源: 科普中国科学百科
- 上传时间:2018-06-24
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