›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (8): 2179-2183.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于孔隙分布模型的垫层料冻胀变形规律探讨

袁俊平1, 2, 3,李康波1, 2,何建新3,刘 亮3,詹 斌1, 2   

  1. 1.河海大学 岩土工程科学研究所,南京 210098;2.河海大学 岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,南京 210098; 3.新疆农业大学 水利与土木工程学院,乌鲁木齐 830052
  • 收稿日期:2013-04-22 出版日期:2014-08-12 发布日期:2014-08-14
  • 通讯作者: 李康波,男,硕士研究生,主要从事堤坝与道路工程方面的研究工作。E-mail : lkb_ys@163.com E-mail:yuan_junph@hhu.edu.cn
  • 作者简介:袁俊平,男,1975年生,博士,副教授,主要从事非饱和土和堤坝工程方面的研究工作。

Discussion on frost heave deformation of cushion material based on pore distribution model

YUAN Jun-Ping1, 2, 3, LI Kang-Bo1, 2, HE Jian-Xin3, LIU Liang3, ZHAN Bin1, 2   

  1. 1. Geotechnical Research Institute, Hohai University, Nanjing 210098, China; 2. Key Laboratory of Ministry of Education for Geomechanics and Embankment Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China; 3. College of Water Conservancy and Civil Engineering, Xinjiang Agricultural University, Wulumuqi 830052, China
  • Received:2013-04-22 Online:2014-08-12 Published:2014-08-14

摘要: 垫层料冻胀变形过大会影响面板坝的正常使用,研究表明,垫层料冻胀变形量大小与其级配及孔隙分布有关。为了研究寒冷环境下垫层料冻胀变形机制和规律,基于土颗粒为理想球体且完全均匀分布的假定,提出了垫层料孔隙分布模型,确定了等效孔隙直径及等效孔隙数量的计算办法。利用单向固结仪,进行了不同孔隙尺寸和不同孔隙数量垫层料的冻融循环试验,冻胀试验结果表明:垫层料冻胀量大小随孔隙尺寸和孔隙数量变化而变化。存在一个临界孔隙尺寸,小于该尺寸的孔隙越小、小孔隙越多,冻胀量越大;反之,冻胀量越小。基于孔隙分布模型,构造定义了孔隙分布指数,发现垫层料冻胀变形量与孔隙分布指数呈线性正相关关系。研究结果可为工程设计确定合理的垫层料级配提供参考。

关键词: 垫层料, 孔隙分布, 冻胀变形, 孔隙分布指数

Abstract: Concrete-faced-rockfill-dam (CFRD) cannot work properly if the cushion material has too much frost heave deformation. Recent researches have shown that: frost heave deformation of cushion material relates to its pore distribution and gradation. In order to reveal the mechanism of the frost heave of cushion material in cold environment, assumptions are adopted that soil particles are ideal spheres and their distribution is completely uniform, a pore distribution model of cushion material is put forward; and the methods are given for determining the equivalent pore diameter and equivalent pore number. Freeze-thaw cycling tests are carried out on one-way oedometer for different pore sizes and different pore quantities of cushion material. Laboratory frost heave tests results show that the frost heave deformation varies with the size and the quantity of the pore. There exists a critical pore size, when the pore is smaller than the critical size, the smaller the pore and the more the small pores, the greater the frost heave, and vice versa. Based on the proposed pore distribution model, a pore distribution index is defined; it is found to have linear positive correlation between the frost heave deformation of cushion material and this index. The results can be applied for the graduation design of cushion material.

Key words: cushion material, pore distribution, frost heave deformation, pore distribution index

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[1] 谈云志, 彭帆, 钱芳红, 孙德安, 明华军, . 石墨−膨润土缓冲材料的最优配置方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3387-3396.
[2] 魏 星, 张 昭, 王 刚, 张建民, . 饱和砂土液化后大变形机制的离散元细观分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1596-1602.
[3] 张善凯, 冷先伦, 盛谦, 李彪, 周永强, . 卢氏膨胀岩在干湿循环作用下的胀缩特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4279-4288.
[4] 宋宏芳, 岳祖润, 李佰林, 张松, . 季节冻土区高速铁路防冻胀路基保温强化特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 4041-4048.
[5] 冯上鑫,柴军瑞,许增光,覃 源,陈 玺. 基于核磁共振技术研究渗流作用下土石混体细观结构的变化[J]. , 2018, 39(8): 2886-2894.
[6] 牛 庚,孙德安,韦昌富,颜荣涛,. 基于孔径分布的全风化泥岩持水曲线推算[J]. , 2018, 39(4): 1337-1345.
[7] 黄启迪,蔡国庆,赵成刚, . 非饱和土干化过程微观结构演化规律研究[J]. , 2017, 38(1): 165-173.
[8] 谈云志,胡莫珍,周玮韬,左清军,汪洪星,喻 波, . 荷载-干湿循环共同作用下泥岩的压缩特性[J]. , 2016, 37(8): 2165-2171.
[9] 王永涛 ,王大雁 ,马 巍 ,穆彦虎 ,关 辉 ,顾同欣,. 青藏粉质黏土单向冻结冷生构造发育及冻胀发展过程试验研究[J]. , 2016, 37(5): 1333-1342.
[10] 谈云志 ,喻 波 ,刘晓玲 ,万 智 ,汪洪星,. 压实红黏土失水收缩过程的孔隙演化规律[J]. , 2015, 36(2): 369-375.
[11] 商厚胜 ,岳丰田 ,石荣剑,. 浅覆土下矩形冻结加固的模型试验研究[J]. , 2014, 35(S2): 149-155.
[12] 谈云志 ,胡新江 ,喻 波 ,刘晓玲 ,万 智 ,张振华,. 压实红黏土的恒体积膨胀力与细观机制研究[J]. , 2014, 35(3): 653-658.
[13] 张先伟,孔令伟 . 利用扫描电镜、压汞法、氮气吸附法评价近海黏土孔隙特征[J]. , 2013, 34(S2): 134-142.
[14] 谈云志 ,胡新江 ,喻 波 ,张 华 ,付 伟 . 固结作用下粉土的持水性能与细观机制研究[J]. , 2013, 34(11): 3077-3084.
[15] 谈云志 ,吴 翩 ,付 伟 ,万 智 ,张 华 ,张振华 . 改良粉土强度的冻融循环效应与微观机制[J]. , 2013, 34(10): 2827-2834.
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[1] 李英勇,张顶立,张宏博,宋修广. 边坡加固中预应力锚索失效机制与失效效应研究[J]. , 2010, 31(1): 144 -150 .
[2] 梁健伟,房营光,谷任国. 极细颗粒黏土渗流的微电场效应分析[J]. , 2010, 31(10): 3043 -3050 .
[3] 王丽艳,姜朋明,刘汉龙. 砂性地基中防波堤地震残余变形机制分析与液化度预测法[J]. , 2010, 31(11): 3556 -3562 .
[4] 李秀珍,王成华,邓宏艳. DDA法和Fisher判别法在潜在滑坡判识中的应用比较[J]. , 2011, 32(1): 186 -192 .
[5] 吉武军. 黄土隧道工程问题调查分析[J]. , 2009, 30(S2): 387 -390 .
[6] 陈力华 ,林 志 ,李星平. 公路隧道中系统锚杆的功效研究[J]. , 2011, 32(6): 1843 -1848 .
[7] 陈立文,孙德安. 不同应力路径下水土耦合超固结黏土分叉分析[J]. , 2011, 32(10): 2922 -2928 .
[8] 郑 刚 张立明 刁 钰. 开挖条件下坑底工程桩工作性状及沉降计算分析[J]. , 2011, 32(10): 3089 -3096 .
[9] 赵明华,雷 勇,张 锐. 岩溶区桩基冲切破坏模式及安全厚度研究[J]. , 2012, 33(2): 524 -530 .
[10] 马 刚 ,常晓林 ,周 伟 ,周创兵 . 基于Cosserat理论的重力坝深层抗滑稳定分析[J]. , 2012, 33(5): 1505 -1512 .