融土

通過對粉質黏土凍融后微觀結構特征的研究發(fā)現，土樣經過一個凍融循環(huán)后礦物成分并無明顯變化; 內部的孔隙大小發(fā)生了變化，土樣凍融后比表面積、孔隙率較凍前增大。以上海原狀和凍融后的暗綠色粉質黏土為研究對象，結合該土體凍結前后的微結構電鏡掃描圖片，對比分析土體凍融后動力特性變化的微觀機理，表明土體強度削弱來自凍結時水分膨脹對土體微觀結構的破壞。以上海第四層淤泥質黏土為研究對象，研究土體凍結溫度對孔徑、孔隙形狀、定向性、面孔隙度和面孔隙比變化的影響。通過補水條件下的凍融循環(huán)試驗，對不同凍融循環(huán)次數的壓實黃土進行定量分析，發(fā)現隨著凍融循環(huán)次數的增加，土樣內部冰晶的生長及冷生結構的形成導致土樣中孔隙體積增加，土顆粒受到擠壓并形成新的土骨架結構，證實了凍融對黃土結構的削弱作用。隨著凍融循環(huán)次數的增加，土孔隙排列向均勻化發(fā)展，圓形度呈上升趨勢。 2100433B

融土物理特性

孔隙特性：凍融作用降低松散土體的孔隙比，增加密實土體的孔隙比，經多次凍融循環(huán)后土體的干容重趨于某一定值，即孔隙特征趨于穩(wěn)定，且這一定值與土體的初始干容重無關，而與土體的種類有關。

滲透性：凍融循環(huán)作用使得土的結構變化，經常導致滲透率變化幾個數量級。研究發(fā)現已融黏土的滲透系數比同樣成分的原狀土要大3～10 倍。試驗研究證明，這種現象是由于在凍融過程中土體中的細顆粒增多，土體中產生縱向裂隙所致。

融土力學特性

強度特性：在溫度荷載作用下原狀土受到擾動，其力學性能發(fā)生變化，主要表現為黏聚力和摩擦角的變化。原狀土及不同解凍條件下的融土固結排水剪切試驗發(fā)現凍融后，黏聚力降低，內摩擦角增大，且融化溫度對融土的強度影響很小。在不同凍結溫度和融化溫度、不同凍融循環(huán)次數、開放和封閉體系條件下對凍融飽和原狀粉黏土試樣進行了不固結、不排水剪切試驗也得到了以上結論，并且發(fā)現隨著凍融循環(huán)次數的增加，5～7 次凍結循環(huán)后黏聚力和內摩擦角逐漸趨于穩(wěn)定。

壓縮特性：凍融作用下土體的孔隙特征發(fā)生變化，從而壓縮特性也將發(fā)生變化。研究發(fā)現凍融后土體的壓縮性增大，土體發(fā)生軟化。同一凍結條件下( 冷端溫度-10℃) 初始干重度對凍融前后土的力學性質有一定的影響。

凍融作用對土體的物理力學特性產生了明顯影響，主要從其基本的物理力學指標進行著手，但涉及的土質較少，尤其缺少對河相和海相軟土的研究。

項目的背景：本項目擬考慮土釘在凍融土中峰值摩阻力的計算為主要科學問題，主要考慮數學解析建立注漿壓力和上覆土壓力改變條件下的土釘-土接觸面模型，并進行室內外大量的試驗驗證，分析多個參數的變化對土釘峰值摩阻力與顯摩擦系數的影響。研究內容：本項目擬針對土中壓力注漿土釘的峰值摩阻力為主要研究對象，根據土釘周圍的壓力注漿大小分析土釘與土的界面接觸機理，結合室內和現場試驗研究不同注漿壓力對土釘拉拔峰值摩阻力的影響，系統(tǒng)的分析不同飽和度與土釘峰值摩阻力的關聯性，分析壓力注漿和上覆土壓力的變化對峰值摩阻力及顯摩擦系數的影響性。重要結果：研究發(fā)現，基于小孔擴張理論和土釘-土破壞面的概念可以進行土釘峰值摩阻力計算的解析模型，結合歷史試驗和本項目的室內外模型試驗驗證，得到了不同工況下土釘峰值摩阻力和顯摩擦系數隨注漿壓力、上覆土壓力的關聯規(guī)律，并發(fā)現注漿壓力會和上覆土壓力相互作用影響土釘的峰值摩阻力。土釘的摩擦系數對于飽和度的依賴性要明顯低于對灌漿壓力與上覆土壓力的依賴性。土釘表面粗糙度的增加利于調動更多的土釘摩阻力，土釘的峰值摩阻力隨著土釘的粗糙度因的增加而呈現線性增大。關鍵數據：在所有試驗在松散和壓實的土體重摩擦系數值隨著飽和度的增加而顯著地減少，飽和度的增加會減少釘土之間的粘結力，導致土釘峰值摩阻力顯著降低。土釘表面粗糙度的增加利于調動更多的土釘摩阻力，土釘的峰值摩阻力隨著土釘的粗糙度因的增加而呈現線性增大。結合室內試驗進行了多種適合巖土工程監(jiān)測的不同種類的傳感器研發(fā)，包括測量土壓力、小位移、溫度、傾角等的傳感器，其中傳感器的分辨率最高達到0.01kPa，位移傳感器的分辨率達到0.01mm，壓力傳感器的最高分辨率達到0.002kPa，科學意義：基于本項目的土釘-土的界面接觸模型，工程師可以根據基本的現場土體的力學性能參數進行不同壓力注漿條件下的土釘峰值摩阻力計算，該計算模型比較簡單實用，同時可以考慮利用提高土釘釘孔的粗糙度、高壓力注漿來充分提高土釘的峰值摩阻力。 2100433B

春季我國北方地區(qū)土釘支護系統(tǒng)多因土體凍融作用可能發(fā)生破壞，凍土地區(qū)壓力注漿可以增強土的密實性和抗剪強度，而提高抗拔摩阻力對土釘是采用壓力注漿的核心目標。本項目擬使用理論分析與模型試驗方法探索凍融土中壓力注漿土釘的抗拔機理，根據室內模型試驗結果分析壓力注漿時長對土釘釘孔內水泥殘余壓力幅值的影響、土體顆粒級配與土體壓實度變化對凍土中土釘峰值摩阻力的影響、凍土融化前后土釘峰值摩阻力的變化特征；使用理論分析方法建立凍土中的土釘抗拔模型，輔助以小孔擴張理論分析壓力注漿土釘周圍土體的應力，最終利用土釘拉拔試驗結果與理論模型進行相互驗證。項目成果對于明確壓力注漿時土釘與凍土的接觸變化機理，理解土體凍融作用對壓力注漿土釘摩阻力的影響，對凍土地區(qū)的土釘系統(tǒng)設計具有重要的應用前景。

土壤滑動體上部移動較顯著，向下逐漸減慢，直至停止。使巖屑土層揉皺、彎曲。而很少有折斷現象。一般出現在中緩坡上，形成舌狀向下伸出的坎階。在凍土地區(qū)形成的土壤滑動稱“凍融土溜”或“融凍泥流”。