冻土三轴冻胀应力_应变试验方法研究.pdf

第 32 卷 　第 1 期 冰 　川 　冻 　土 Vol . 32 　No . 1 2 0 1 0 年 2 月 J OU RN AL O F GL A CIOL O GY AND GEOCR YOL O GY Feb . 2 0 1 0 文章编号 (20 10) 0 10 11605 冻土三轴冻胀应力 应变试验方法研究 仇文革 , 　孙 　兵 ( 西南交通大学 土木工程学院 , 四川 成都 6 1003 1) 摘 　要 : 提出了一种试验方法 , 研究土体或破碎岩体在不同含水率 、不同温度 、不同应力状态下冻结后 产生的冻胀应变与冻胀力之间的关系 , 并针对寒区隧道提出了一种新型三轴冻胀应力 应变关系. 试验 设备采用应变控制式三轴仪及低温冷冻库 , 通过改变测力环的刚度来实现不同约束状态 , 进而得到土 体或破碎岩体在不同约束状态下冻结后产生的冻胀应变及冻胀力 , 将这些特征点进行回归分析即可得 到冻胀应力 应变关系. 根据上述试验方法 , 对饱和砂土进行三轴冻胀应力 应变试验. 结果表明: 冻胀 应力 应变关系呈对数曲线变化 , 且冻胀力随冻胀应变的对数呈线性变化 ; 轴向约束越强 , 冻胀应变越 小 , 冻胀力越大 , 且冻胀力随轴向约束强度的增大趋于某一极值 ; 围压越大 , 冻胀力和冻胀应变越大. 关键词 : 三轴冻胀应力 应变关系 ; 冻胀力 ; 寒区隧道 ; 破碎岩体 中图分类号 : U457 文献标识码 : A 结粘土的抗压强度 ; 刘增利[9 ] 和马巍等[ 10 ] 分别研 0 　引言 究了冻土的单轴和三轴压缩变形情况. 但是 , 这些 隧道冻害问题一直是寒区隧道工程亟待解决的 研究都是针对土体冻结后得出的力学参数 , 而对于 一大难题 , 冻害直接威胁到隧道结构及运营行车的 土体冻结过程中所产生的冻胀应变和冻胀力之间的 安全 , 给养护维修带来极大的困难 , 造成严重的经 关系研究还没有. 本文提出了一种试验方法 , 研究 济损失. 例如 , 在国内, 东北大 、小兴安岭中的林 土体或破碎岩体在不同含水率 、不同温度 、不同应 区铁路隧道 , 岭顶隧道 、翠岭 2 号隧道 、西罗奇 1 力状态下冻结后的冻胀应变与冻胀力间的关系 , 并 号隧道和西罗奇 2 号隧道 , 西北的乌鞘岭隧道 、奎 针对寒区隧道提出了一种新型冻胀应力 应变关系 , 先隧道 、关角隧道和七道梁隧道 , 新疆 2 17 国道天 将该冻胀应力 应变关系应用于寒区隧道工程中 , 山段的玉希莫勒盖隧道 ; 在国外 , 日本 、俄罗斯 、 可得出衬砌所受冻胀力的影响因素 , 及其随各因素 北欧、北美等国冻土地区隧道的冻害情况也十分严 的变化规律. 因此 , 该试验方法研究具有很强的工 重. 冻胀力是寒区隧道产生冻害的直接原因 , 采用