正融土在动荷载作用下的变形和固结特性研究

本项目将重点研究动荷载作用下正融路基填土的变形和融沉固结特性，试图通过试验研究得出正融土在动荷载作用下的累积变形规律，给出某特定正融土的临界动应力值，并评价各因素对其累积变形的影响，在此基础上建立累积变形综合预测模型；研究得出动荷载对正融土水分迁移的影响，并分析总结正融土的水分迁移规律；研究正融土的孔隙水压量测技术，分析孔隙水压在动荷载和外界温度变化下的消散过程；在上述研究的基础上，对正融土的动力固结理论进行探讨，并用试验进行简单验证。该项目是对正融土动力学性质的探索性研究，研究结果对冻土地区铁路路基春季的融沉和翻浆病害的防治提供依据，同时也进一步完善了冻土力学的学科体系和冻土试验技术。

本项目主要针对正融土，对其在动荷载作用下的变形和固结特性进行了研究，主要包含以下六方面的内容：(1)首先对季节冻土地区路基融沉病害进行调查，并在此基础上进行机理分析，得出影响路基融沉的主要因素包括路基填土的压实度、含水量和土中含水的种类、土的含盐量和环境温度，并把以上述因素作为后续制定试验方案的依据；(2)其次对季节冻土地区路基动应力测试技术进行了研究，得出公路路基实测路基动应力的幅值范围和路基动应力在土体的分布规律及外界车辆荷载和动应力之间的关系；(3)季节性冻土地区正融路基填土在动荷载作用下的变形及其影响因素研究，重点分析了正融土在动荷载作用下的累积塑性变形和融沉变形，给出了土样冻前含水量、土样顶端冷却温度、土样顶端融化温度、动应力幅值、动荷载加载频率对上述变形的影响；分析了正融土在融化过程中的温度场分布和变化规律；并给出了试验土样的临界动应力，提出了该土样的临界冻结温度；(4)动荷载作用下土样的水分迁移及其影响因素，重点分析土样冻结过程中的吸水量变化规律以及在冻结完成后土样中的水分分布规律，并将吸水量和冻结锋面对应进行了对比分析；分析了融化加载完成后，最终土样内的含水量分布；(5)动荷载作用下正融土的固结特性研究，进行了荷载作用下冻结和融化过程中土样内部的孔隙水压力量测及结果分析，建立了季节性冻土地区一维动力融化固结理论框架体究，并对饱和、非饱和土轴对称条件下的动力融化固结模型研究进行理论分析和数值计算，对试验结果进行了模拟计算，验证了所建立理论的正确性；(6)针对动荷载在季节性冻土地区易出现翻浆病害，从提高土体强度入手，分析了改良土体对土体抗剪强度的提高研究，并对土体的冻胀特性进行了深入分析。