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干湿-冻融作用输水渠道膨胀土强度特性及损伤演化规律研究
1
作者
姜海波
卢燕
+1 位作者
李琳
张军
《岩土力学》
北大核心
2025年第5期1356-1367,共12页
季节冻土区膨胀土的“干缩湿胀”与“冻胀融沉”效应,诱发了诸多工程病害问题。针对北疆供水工程膨胀土输水渠道强度衰减及边坡失稳破坏问题,以渠基膨胀土所经历的干湿及冻融循环作用为试验边界条件,开展渠基膨胀土不同埋深含水率监测试...
季节冻土区膨胀土的“干缩湿胀”与“冻胀融沉”效应,诱发了诸多工程病害问题。针对北疆供水工程膨胀土输水渠道强度衰减及边坡失稳破坏问题,以渠基膨胀土所经历的干湿及冻融循环作用为试验边界条件,开展渠基膨胀土不同埋深含水率监测试验,分析干湿、冻融不同阶段土体含水率随埋深的变化规律。同时通过干湿-冻融循环室内试验,研究干湿-冻融循环作用对膨胀土不均匀变形、强度衰减及微观结构损伤演化的影响。研究结果表明:(1)干湿-冻融环境下,渠基一定深度范围膨胀土的水分变化剧烈,其中冻融阶段含水率的变化最大,形成了膨胀土的“相变动力区”。(2)干湿-冻融循环作用下,膨胀土微观结构的损伤效应较显著,裂隙随循环次数增加不断发育扩展,膨胀土持续经历着“干缩湿胀”和“冻胀融沉”作用。在干湿-冻融作用的初期,膨胀变形量在总体变形量中贡献较大。经历一定次数的干湿-冻融循环作用后,土体的体积变形、膨胀变形量逐渐趋于稳定。(3)膨胀土的抗剪强度及其强度指标均出现了不同程度的衰减。其中黏聚力的衰减幅度较大,呈指数形式骤减,而内摩擦角的降低幅度则较小。在干湿-冻融作用的初期,黏聚力的衰减幅度占总衰减率的41.2%~48.6%。土体黏聚力的骤减,导致了渠基边坡膨胀土的浅层滑坡破坏,表明黏聚力在边坡失稳中起决定作用。
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关键词
膨胀土输水渠道
干湿-冻融循环
含
水
率
强度衰减
裂隙扩展
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职称材料
题名
干湿-冻融作用输水渠道膨胀土强度特性及损伤演化规律研究
1
作者
姜海波
卢燕
李琳
张军
机构
新疆农业大学水利与土木工程学院
新疆师范大学地理科学与旅游学院
石河子大学第一附属医院CT和MRI室
新疆水利水电勘测设计研究院有限责任公司
出处
《岩土力学》
北大核心
2025年第5期1356-1367,共12页
基金
“天山英才”培养计划(No.2024TSYCCX0027)
国家自然科学基金项目(No.52369021)
“天山英才”优秀工程师项目(No.2024-2026)。
文摘
季节冻土区膨胀土的“干缩湿胀”与“冻胀融沉”效应,诱发了诸多工程病害问题。针对北疆供水工程膨胀土输水渠道强度衰减及边坡失稳破坏问题,以渠基膨胀土所经历的干湿及冻融循环作用为试验边界条件,开展渠基膨胀土不同埋深含水率监测试验,分析干湿、冻融不同阶段土体含水率随埋深的变化规律。同时通过干湿-冻融循环室内试验,研究干湿-冻融循环作用对膨胀土不均匀变形、强度衰减及微观结构损伤演化的影响。研究结果表明:(1)干湿-冻融环境下,渠基一定深度范围膨胀土的水分变化剧烈,其中冻融阶段含水率的变化最大,形成了膨胀土的“相变动力区”。(2)干湿-冻融循环作用下,膨胀土微观结构的损伤效应较显著,裂隙随循环次数增加不断发育扩展,膨胀土持续经历着“干缩湿胀”和“冻胀融沉”作用。在干湿-冻融作用的初期,膨胀变形量在总体变形量中贡献较大。经历一定次数的干湿-冻融循环作用后,土体的体积变形、膨胀变形量逐渐趋于稳定。(3)膨胀土的抗剪强度及其强度指标均出现了不同程度的衰减。其中黏聚力的衰减幅度较大,呈指数形式骤减,而内摩擦角的降低幅度则较小。在干湿-冻融作用的初期,黏聚力的衰减幅度占总衰减率的41.2%~48.6%。土体黏聚力的骤减,导致了渠基边坡膨胀土的浅层滑坡破坏,表明黏聚力在边坡失稳中起决定作用。
关键词
膨胀土输水渠道
干湿-冻融循环
含
水
率
强度衰减
裂隙扩展
Keywords
expansive soil drainage channel
dry-wet and freeze-thaw cycles
moisture content
strength attenuation
crack extension
分类号
TU443 [建筑科学—岩土工程]
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作者
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1
干湿-冻融作用输水渠道膨胀土强度特性及损伤演化规律研究
姜海波
卢燕
李琳
张军
《岩土力学》
北大核心
2025
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