冻融作用对黄土物理力学性质的影响及工程应用

【摘要】：我国黄土广泛分布在西北和华北地区，处于季节性冻土地区。在这些地区，随着外界气候的季节性交替变化，土体也会交替性的出现冻胀和融沉现象。在冻融过程中，土体的性质发生了较大的变化，直接影响着地下工程（地基）及上部建筑物的稳定性。冻融作用是季节性冻土地区黄土构筑物工程性质劣化的重要原因之一，因此有必要研究冻融作用对黄土性质的影响。 本文通过室内试验的方法，研究分析了冻融作用对黄土物理力学性质的影响。发现经过冻融循环之后，黄土土样颗粒的细颗粒增多，孔隙比增大，塑性指数增大，土样的密度减小；黄土力学性质的抗剪强度减小，其中粘聚力减小，而内摩擦角增大；黄土的压缩系数增大的现象。通过对比分析经过不同冻融循环次数之后黄土的微观电镜扫描照片，发现经过冻融循环之后，土颗粒的排列方式，颗粒大小，接触方式，孔隙的大小都发生了变化。 根据陕北洛川的实际气候条件，使用Geo-Studio软件模拟分析了不同冻融循环次数下冻融作用对边坡土体的影响范围以及洛川地区黄土边坡的最大冻结深度。并应用数值模拟分析了冻融作用对黄土边坡稳定性的影响，发现经过冻融循环之后，黄土边坡表层土体的稳定性大大降低。