岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (5): 1356-1367.doi: 10.16285/j.rsm.2024.1039CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.1039
姜海波1,卢燕2,李琳3,张军4
JIANG Hai-bo1, LU Yan2, LI Lin3, ZHANG Jun4
摘要: 季节冻土区膨胀土的“干缩湿胀”与“冻胀融沉”效应,诱发了诸多工程病害问题。针对北疆供水工程膨胀土输水渠道强度衰减及边坡失稳破坏问题,以渠基膨胀土所经历的干湿及冻融循环作用为试验边界条件,开展渠基膨胀土不同埋深含水率监测试验,分析干湿、冻融不同阶段土体含水率随埋深的变化规律。同时通过干湿-冻融循环室内试验,研究干湿-冻融循环作用对膨胀土不均匀变形、强度衰减及微观结构损伤演化的影响。研究结果表明:(1)干湿-冻融环境下,渠基一定深度范围膨胀土的水分变化剧烈,其中冻融阶段含水率的变化最大,形成了膨胀土的“相变动力区”。(2)干湿-冻融循环作用下,膨胀土微观结构的损伤效应较显著,裂隙随循环次数增加不断发育扩展,膨胀土持续经历着“干缩湿胀”和“冻胀融沉”作用。在干湿-冻融作用的初期,膨胀变形量在总体变形量中贡献较大。经历一定次数的干湿-冻融循环作用后,土体的体积变形、膨胀变形量逐渐趋于稳定。(3)膨胀土的抗剪强度及其强度指标均出现了不同程度的衰减。其中黏聚力的衰减幅度较大,呈指数形式骤减,而内摩擦角的降低幅度则较小。在干湿-冻融作用的初期,黏聚力的衰减幅度占总衰减率的41.2%~48.6%。土体黏聚力的骤减,导致了渠基边坡膨胀土的浅层滑坡破坏,表明黏聚力在边坡失稳中起决定作用。
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