凍融循環(huán)對土的影響

凍融循環(huán)作為一種溫度變化的具體形式，可以被理解為一種特殊的強(qiáng)風(fēng)化作用形式，對土的物理力學(xué)性質(zhì)有著強(qiáng)烈的影響。研究表明，凍融循環(huán)使原狀土的結(jié)構(gòu)性得到顯著的弱化，這表現(xiàn)在凍融循環(huán)可以使原狀土的先期固結(jié)壓力減小、三軸不排水剪切應(yīng)力應(yīng)變曲線上的峰值強(qiáng)度逐漸消失。而對于重塑土，其初始狀態(tài)對凍融循環(huán)的作用效果有較大影響.。研究表明：凍融使密實(shí)土的孔隙比增大，而使松散土的孔隙比減小，密實(shí)土和松散土在經(jīng)過凍融循環(huán)后其孔隙比趨向于一個(gè)穩(wěn)定值———?dú)堄嗫紫侗?；松散粉質(zhì)土和低密度黏土及正常固結(jié)重塑土由于在凍融過程中被壓密，使得模量與強(qiáng)度均有所增加，結(jié)構(gòu)性得到強(qiáng)化；而對于強(qiáng)超固結(jié)的重塑土，凍融循環(huán)則會引起與原狀土類似的結(jié)構(gòu)弱化現(xiàn)象。

凍融循環(huán)對不同種類土的結(jié)構(gòu)性具有不同的甚至是截然相反的作用效果，要研究凍融循環(huán)對土結(jié)構(gòu)性的影響規(guī)律，首先弄清在凍融循環(huán)過程中土的三相組成分別所起的作用和可能發(fā)生的變化情況是很有必要的。

土是由固體顆粒、水和氣體三部分組成的三相體系，固體顆粒構(gòu)成土的骨架，水與空氣充填于土骨架的孔隙中。凍融循環(huán)過程中，隨著溫度的正負(fù)波動，土體中的水會發(fā)生相變，由液態(tài)水變成固態(tài)冰或由固態(tài)冰變成液態(tài)水。由于水與冰的密度不同，固態(tài)冰的體積比等質(zhì)量液態(tài)水的體積大，當(dāng)液態(tài)水轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)冰時(shí)，冰晶生長體積膨脹，對周圍的土顆粒產(chǎn)生擠壓，這將會破壞土顆粒之間的膠結(jié)，使土顆粒發(fā)生位移甚至破碎變形，同時(shí)也會改變孔隙的形態(tài)。更重要的是，凍融循環(huán)過程中除了水分的相變，還伴隨有水分的遷移。水分遷移使土體的孔隙形態(tài)、顆粒排列等結(jié)構(gòu)性要素發(fā)生顯著改變，使得凍融循環(huán)對土結(jié)構(gòu)性的影響變得更加復(fù)雜.。在凍融過程中，水分發(fā)生遷移的基本條件有：1) 水的存在； 2) 遷移通道的存在；3) 遷移動力的來源。而土的液相、氣相和固相組成提供了這3個(gè)條件。

凍融循環(huán)(cycle of freezing and thawing; freezing and thawing cycle)的反復(fù)出現(xiàn)，造成建筑構(gòu)造的嚴(yán)重破壞。而只凍結(jié)不融化也會造成凍脹破壞，致使墻身開裂。抹灰成片脫落，重者可使墻身完全失去承載力和保溫性能，凍融循環(huán)可以造成建筑構(gòu)造內(nèi)部的嚴(yán)重風(fēng)化，失去耐久性。

F200是混凝土抗凍性的一個(gè)等級，表示混凝土經(jīng)過200個(gè)凍融循環(huán)后，質(zhì)量損失不超過5%、動彈性模量降低不大于40%或強(qiáng)度降低不超過25%。

混凝土抗凍性試驗(yàn)，凍融循環(huán)的溫度

試件中心凍結(jié)溫度-15℃（允許偏差2℃）；試件中心最高融解溫度6℃； 試件中心與其表面的溫度差應(yīng)小于28℃；

中國國家標(biāo)準(zhǔn)化信息介紹

項(xiàng)目編號Plan Name in Chinese 20110570-T-609

中文項(xiàng)目名稱Plan Name in Chinese 天然石材試驗(yàn)方法 第1部分：干燥、水飽和、凍融循環(huán)后彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)

英文項(xiàng)目名稱Plan Name in English Test methods for natural stone"para" label-module="para">

制\修訂Plan Name in English 修訂

被修訂標(biāo)準(zhǔn)號Replaced Standard GB/T 9966.2-2001

采用國際標(biāo)準(zhǔn)Adopted International Standard 國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)

采用國際標(biāo)準(zhǔn)號Adopted International Standard No ASTM C880/C880M:2009

采用程度Application Degree MOD

采標(biāo)名稱Adopted International Standard Name

標(biāo)準(zhǔn)類別Plan Name in English Plan Name in English 方法

國際標(biāo)準(zhǔn)分類號(ICS)

計(jì)劃完成年限Suppose to Be Finished Year 2012年

完成時(shí)間Achievement Time

所處階段Plan Phase 起草階段

國家標(biāo)準(zhǔn)號Standard No.

備注Remark 國標(biāo)委綜合[2011]57號

起草單位Drafting Committee 中材人工晶體研究院

主管部門Gover 中國建筑材料聯(lián)合會

歸口單位Technical Committees 460 全國石材標(biāo)員會準(zhǔn)化技術(shù)委 2100433B