人工凍土單軸抗壓強(qiáng)度和彈性模量是人工凍結(jié)法設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù),準(zhǔn)確掌握其變化規(guī)律極為重要,為此開(kāi)展了不同含水率及應(yīng)變速率條件下粉質(zhì)黏土人工凍土單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)研究。結(jié)果表明:大部分試樣呈現(xiàn)腰鼓型破壞,隨著含水率的增加,應(yīng)力-應(yīng)變曲線逐漸由應(yīng)力軟化型向應(yīng)力硬化型轉(zhuǎn)變,存在一達(dá)到強(qiáng)度峰值的最優(yōu)含水率,對(duì)于南京典型粉質(zhì)黏土該含水率為22%,接近飽和含水率;重塑粉質(zhì)黏土的彈性模量隨含水率的增長(zhǎng)而增長(zhǎng),但增長(zhǎng)率呈下降趨勢(shì);單軸抗壓強(qiáng)度和彈性模量均隨應(yīng)變速率的增加呈衰減性增大;回彈模量隨加卸荷次數(shù)的增加逐漸增大,當(dāng)加卸荷次數(shù)達(dá)7次后,回彈模量值基本穩(wěn)定。

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圖1原狀和重塑土破壞形態(tài)(-10℃、應(yīng)變速率10%·min-1)

破壞形態(tài)以塑性破壞為主，凍土試樣為中部凸起的腰鼓型破壞，并伴隨豎向裂紋。此種破壞形態(tài)與試樣中孔隙水相態(tài)有關(guān)，液態(tài)孔隙水為主時(shí)承受荷載能力較弱，土體向較高應(yīng)力狀態(tài)處滑移，表面土體顆粒間膠結(jié)力不足以抵抗擠壓，因此產(chǎn)生裂縫，同時(shí)受試驗(yàn)裝置兩端摩擦力限制，兩端變形有限，最終試樣呈現(xiàn)腰鼓型....

圖2不同含水率重塑土破壞形態(tài)(-10℃、應(yīng)變速率10%·min-1)

圖1原狀和重塑土破壞形態(tài)(-10℃、應(yīng)變速率10%·min-1)圖3不同應(yīng)變速率重塑土破壞形態(tài)(-10℃，含水率22%)

圖3不同應(yīng)變速率重塑土破壞形態(tài)(-10℃，含水率22%)

圖2不同含水率重塑土破壞形態(tài)(-10℃、應(yīng)變速率10%·min-1)圖1為-10℃、10%·min-1下原狀土和重塑土的凍土破壞形態(tài)，兩者略有區(qū)別。前者腰鼓位置偏離中心且腰線有所起伏，后者腰鼓位置則較為居中且腰線圓滑，相對(duì)于原狀土，重塑土更為均勻，破壞形態(tài)更為一致。

圖4不同含水率下凍結(jié)粉質(zhì)黏土試樣應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線

不同含水率下重塑粉質(zhì)黏土凍土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系如圖4所示。由圖4可知，不同含水率重塑粉質(zhì)黏土凍土應(yīng)力在峰值應(yīng)力對(duì)應(yīng)的應(yīng)變基礎(chǔ)上再加5%應(yīng)變值作為應(yīng)變關(guān)系曲線線性段大致相同，但最終曲線形態(tài)存在差異。當(dāng)含水率≥22%時(shí)，試樣呈現(xiàn)應(yīng)變硬化形態(tài);當(dāng)含水率≤20.6%時(shí)，試樣呈現(xiàn)應(yīng)變軟化形態(tài)，....

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