高温冻土工程力学性质的温度敏感性研究

根据冻土中未冻水含量与其温度之间存在固定对应关系的实验事实，通过分析理想的圆球状土颗粒-均布未冻水膜-填充孔隙冰三相细观单元的力学行为特征，推导能反映温度、含水量影响的冻土力学本构模型。采用压入法进行室内冻土力学性质试验，以解决高温冻土力学性质试验中的制样困难。把土样分解为属于不同粒径范围的土颗粒组，制作试样，通过室内试验测定不同含水量、不同粒径组成的冻土试样在不同温度下的流变力学特性，并将试验结果与根据模型计算得到的理论流变行为进行对比，以检验理论模型的合理性。然后基于模型探讨、揭示高温冻土流变过程对外荷载、温度和含水量等基本参数的依赖关系及其细观物理机制。发展、丰富高温冻土力学理论，提高冻土流变力学性质研究的理论水平。

建立了高温冻土层在青藏铁路路基影响下变形的计算模型，提出了青藏铁路路堑隆升变形的一个新解释，实现了对高温冻土上铁路路堤、路堑所发生的两种表象完全相反的变形形式的统一描述。通过分析未冻水膜的细观形态，建立了高温冻土的一个理论模型，对高温冻土的相关物理力学性质给出了自洽的理论解释。利用自动监测方法，进行了对冻胀过程现场密集观测，提出了改进监测仪器精度的两种思路；提出了进行高温冻土长期蠕变试验的一种新方法。