【《冻融循环的研究现状文献综述》2300字】

第1章引言冻融循环的研究现状文献综述我国黄土大部分分布在西北地区，这类地区属于季节性冻土地区[9]，在冬季，温度下降导致水分在土壤中发生结晶冻胀，使土体发生膨胀。而土中水分分布又是不均匀的，从而导致土体发生冻胀也是不均匀的，向上发展则会改变路面的平整性，甚至把路面顶坏，影响行车安全。到了春季冻土开始融化后，土体孔隙中的水开始由固态逐渐地向液态发生转变，甚至转变为气态，这样的变化通常造成土的体积发生收缩，路基容易发生不均匀下沉、翻浆等现象。在季节性冻土地区，如此反复的冻胀和融沉，就会对道路工程造成很大的危害。在西北地区工程建设中，通常采用掺入石灰、水泥和粉煤灰等材料来改良黄土，提高其抗冻胀性。杨梅[10]等往黄土中加入石灰、水泥和粉煤灰，发现掺入一定比例的无机结合料可以有效改善黄土的性质和结构，降低了黄土的渗透性和压缩性，把黄土的湿陷性质进行削弱，一定程度上提高了黄土的强度。陈四利等[11]研究了水泥土在冻融循环影响下的疲劳特性，随着冻融循环的次数增加，水泥掺量较小时，水泥土的强度和疲劳寿命降低很快，并通过试验确定了增加水泥掺量可以有效提高水泥土的抗压强度、抗冻性和疲劳寿命。图1.2中国冻土地区分布图[9]关于冻融循环的研究，国内也有很多学者专家进行了相关研究，在强度方面，马巍等[12]通过试验研究发现，石灰粉土的剪切强度特性在不同的冻融循环次数的影响下表现差异较大。在一次冻融后，石灰粉土的强度变化比没加石灰的粉土要剧烈，通过孔隙分析得知冻融作用削弱了石灰粉土颗粒间的胶结作用，孔隙体积大幅度增加，从而导致强度降低比较明显，而在10次冻融循环后石灰粉土的剪切强度最低。张虎元等[13]着重研究了水泥黄土在冻融循环条件下强度衰减的微观机理。冻结过程中试样中的水分或从外部补充的水分逐渐向冻结锋面移动，发生结晶并形成连续不断的冰层。这个过程中冰层附近的水泥水化结晶网络被拉断，融化后试样出现弱面，其结果则是水泥黄土的耐久性降低。于基宁等[14]研究了青藏粉质饱和粘土，认为冻融作用影响土的强度降低有两个原因，分别是孔隙水压力和结构性发生了改变，而强度的降低包含了抗剪强度的降低和有效应力的降低两个部分。董晓宏等[15]对重塑黄土进行了直剪试验，研究了冻融循环次数对不同含水率重塑土强度的作用，发现在前5次冻融循环作用下直剪强度下降明显，且低含水率重塑土变化范围较大，之后随着冻融循环次数的增加，直剪强度几乎不再发生改变。物理化学性质方面，马冰[16]研究发现冻融循环作用下石灰改良盐渍土土中的粉粒含量增加比较明显、液塑限稍微有所降低,增加石灰掺量对土的各项物理化学性质改善更加明显。杨成松等[17]研究了干容重和含水率在冻融循环条件下的变化，发现土样的初始干容重大时，开始的冻融循环会降低干容重大小，初始干容重小则增大，但随着循环次数增加，最后平均的干容重都会逐渐保持稳定。王威娜等[18]在室内展开了对冻融循环作用下路基土回弹模量的研究，通过控制含水率，发现随着冻融次数的增加回弹模量一开始下降明显，随后逐渐趋于稳定，不同含水率在初始几次循环回弹模量受到的影响程度不一样，其中低含水率变化较为明显。罗小刚等[19]通过试验研究了冻融循环对各项土工参数的影响，揭示了冻结温度是影响含水量和孔隙率的主要因素，外荷载也对冻融土有一定影响，冻结温度越低时影响越大，而外荷载则在一定程度上抑制了这样的影响作用。张贵生等[20]进行了冻胀试验，通过分析冻融循环作用下土体的融沉变形，得到土样的压缩系数随着冻融次数增加而增大，而粘土与砂土经历冻融循环作用后的表现也不同，前者表现为冻胀，后者表现为融沉。在结构方面，齐吉琳等[21]在电子显微镜下观察了冻融作用后黄土的微观结构，并对孔隙参数进行统计分析，得到大孔隙的数量有所增加，而面积相对减小，并联系冻融对黄土的强度影响，总结了冻融作用通过改变黄土微观结构来改变黄土的土力学性质。穆彦虎等[22]以陇西黄土为研究对象，对压实土样进行电镜扫描，发现冻融前土样密实度良好，土颗粒紧凑，而随着冻融次数的增加，颗粒间产生的冰晶破坏了骨架颗粒的形态以及连接方式，且冰晶融化后也无法恢复到冻融前的状态，转变为新的微观结构并趋于稳定，而黄土的土力学性质也随之发生改变。参考文献[1]孙建中.黄土地质学[M].香港：香港考古学会出版社,2005.[2]杨广庆.水泥改良土的动力特性试验研究[J].岩土工程学报,2003,(07):1156-1160.王银梅,高立成.黄土化学改良试验研究[J].工程地质学报,2012,20(06):1071-1077.夏琼,杨有海,耿瑄.粉煤灰与石灰、水泥改良黄土填料的试验研究[J].兰州交通大学学报,2008(03):40-43+47.杜丹.石灰改良高速公路黄土路基的工程应用[J].山东交通科技,2016(03):68-70+76.王翰越,蒋应军.石灰改良黄土路基填料抗冻性能分析[J].中国科技论文,2020,15(02):154-159.汪中卫,王海飙,戚科骏.土体小应变试验研究综述与评价[J].岩土力学,2007(07):1518-1524.顾晓强,杨峻,黄茂松,高广运.干砂弹性参数测定的弯曲-伸展元试验[J].岩土力学,2015,36(S1):220-224+229.徐学祖,王家澄,张立新.冻土物理学[M].北京：科学出版社,2001.4.杨梅,刘永红.掺入石灰改良黄土性能的试验研究[J].路基工程,2007(01):53-54.陈四利,赵百强,侯芮.冻融循环作用下水泥土疲劳特性[J].沈阳工业大学学报:1-7.马巍,徐学祖,张立新.冻融循环对石灰粉土剪切强度特性的影响[J].岩土工程学报,1999(02):23-25.张立新,张虎元,冯珂.水泥黄土反复冻融条件下的强度衰减机理[J].冰川冻土,1993(01):175-181.于基宁,汪稔,谭峰屹.饱和粉质粘土冻融力学效应试验研究[J].岩土工程界,2008,11(12):48-51.董晓宏,张爱军,连江波.反复冻融下黄土抗剪强度劣化的试验研究[J].冰川冻土,2010,32(04):767-77马冰.冻融循环条件下石灰固化盐渍土物理力学性质研究及机理分析[D].吉林