摘要
天然软黏土具有较高的含水率，将其作为建筑物地基时需要预先进行排水固结来提高地基承载力。目前应用较为广泛的固结排水方法主要有：堆载预压法、真空预压法、电渗法以及诸多的联合技术等。但由于软黏土渗透性差，这些方法耗时较长，处理的结果有时也难以达到预期的目的，因此改良软黏土地基处理方法是非常有必要的。冻融作用是造成土体水分相态改变的过程，在此过程中土体的结构性发生变化，渗透性提高、水分发生迁移等，若将其应用于软黏土地基处理中，应该可以提高固结排水的时效性及固结程度，因此本论文针对冻融循环在软黏土地基处理中应用的可行性进行了深入研究。 首先，开展了饱和软黏土冻融循环后的渗透试验，观察了试样渗透系数的变化，分析了渗透性改变的机理以及冻融循环与软黏土地基处理的联系；然后将冻融循环后的试样进行电镜扫描，获得试样的微观图像，定性分析了微观结构的变化并讨论了微观结构与土体物理力学性质变化之间的联系；开展了饱和软黏土冻融循环后的固结试验，观察了试样压缩变形量的变化以及固结过程中孔隙水压力的发展，分析了试样的变形特征以及孔隙水压力变化与水分迁移的联系。最后，开展了室内冻融固结模型试验，模拟在现场环境下冻融循环引起的土体内水分及结构的变化效应，揭示了在此过程中温度、含水量、孔隙水压力、土压力在径向的发展以及竖直位移的变化，从而验证冻融循环对软黏土地基处理的可行性。 试验结果显示：软黏土的渗透系数会随着冻融循环次数的增加而增大，经过15次冻融后渗透系数增大了3～4倍；冻融循环后，土体中的大孔隙增多，土颗粒变得破碎，整体结构更加松散；经过冻融循环后软黏土的压缩变形量增大，而孔隙水压力变化幅度受土样初始干密度影响较大；模型试验中土样在经过冻融循环后会形成明显的融沉台阶并产生大量的自由水。在冻结过程中土体内会产生较大的负孔隙水压力，水分向冻结区迁移，未冻区含水量降低。土样在冻融循环过程中发生冻胀和融沉并产生了径向的土压力。以上试验结果证明冻融循环作用大大促进了饱和软黏土的排水固结过程，因此冻融循环在软黏土地基处理的应用是可行的，但具体的技术以及同其它方法的联合还需要进一步的研究。
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