冰川冻土2023,Vol.45Issue(3) :1092-1104.DOI:10.7522/j.issn.1000-0240.2023.0084

冻土强度特性及其主控因素综述

Strength characteristics of frozen soil and the main controlling factors:a review

刘勤龙 李旭 姚兆明 吴永康 蔡德钩
冰川冻土2023,Vol.45Issue(3) :1092-1104.DOI:10.7522/j.issn.1000-0240.2023.0084

冻土强度特性及其主控因素综述

Strength characteristics of frozen soil and the main controlling factors:a review

刘勤龙 1李旭 1姚兆明 2吴永康 1蔡德钩3
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作者信息

  • 1. 北京交通大学 城市地下工程教育部重点实验室,北京 100044
  • 2. 安徽理工大学 土木建筑学院,安徽 淮南 232001
  • 3. 中国铁道科学研究院集团有限公司 铁道建筑研究所,北京 100081
  • 折叠

摘要

冻土强度是冻结法施工及冻土构筑物安全评估中的关键力学参数.然而,冻土强度特性十分复杂,受到环境温度、土体类型、含水量、应变速率等诸多因素的影响,目前还缺少统一的结论.鉴于此,文章对冻土强度的相关试验成果进行了全面回顾,并总结了各因素对冻土强度的影响规律及其作用机理.文献调研结果表明,冻土强度随温度的降低而增大,在工程常见温度范围内二者近似呈线性关系.温度降低所引起的冰强度增加和未冻水含量降低是冻土强度增大的主要原因;当温度低于一定阈值后(如-80℃),冻土强度达到最大值并不再变化.非饱和冻土的抗压强度随含水量的增加而增大,原因在于其饱冰度会随着含水量的增加而增加,使得土颗粒与冰晶体的黏结作用增强.对于饱和冻土,含水量的增加会导致冻土密实度降低,其强度随含水量的增加而降低.冻土抗拉强度与抗压强度具有较强的相关性,其压拉比随土体类型的不同存在较大差异,在3~12之间.整体来看,影响冻土强度的因素众多,目前的研究工作多基于单一影响因素,针对多种因素耦合作用、应变速率影响和抗拉强度的研究仍较少,相关工作有待进一步深入.

关键词

冻土/抗压强度/抗拉强度/温度/含水量

Key words

frozen soil/compressive strength/tensile strength/temperature/water content

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基金项目

国家自然科学基金(42072316)

国家自然科学基金(51979002)

铁科院集团公司基金(2020YJ037)

出版年

2023
冰川冻土
中国地理学会 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所

冰川冻土

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:2.546
ISSN:1000-0240
被引量1
参考文献量41
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