吉林大学学报(地球科学版) ›› 2025, Vol. 55 ›› Issue (6): 1923-1944.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20250261
王伯昕,王天略,王清,陈慧娥
Wang Boxin,Wang Tianlüe,Wang Qing,Chen Huie
摘要: 在寒区工程中,冻土-结构界面的剪切性能是影响设施长期服役稳定性的关键因素,而现有研究对多物理场作用下的界面损伤机制缺乏系统表征。为揭示热力学条件扰动下,各影响因素通过调整冰水相变过程,进而重塑冻土-结构界面的力学行为,本文从试验方法、影响因素及本构模型三个方面,对冻土-结构界面剪切性能的研究进展进行了系统梳理与评述。首先通过总结直剪试验、现场原位试验及模型桩试验等方法,明确了热-水-盐-力多场耦合条件下各因素对界面力学行为的影响路径;进而分析了温度、水分、冻融循环和盐分等因素通过调控冰水相变过程对界面剪切性能的作用机制;最后,评估了现有冻土-结构界面本构模型的适用性与局限性。结果表明:温度梯度与水分迁移通过调控冰水相变过程的冰胶结强度与未冻水膜厚度改变界面剪切性能;冻融循环引发的孔隙重构与冰晶分异,导致界面强度劣化;盐分则通过改变相变温度阈值和盐结晶膨胀效应,影响界面空间构成。现有模型在冰水相变、长期冻融及多场耦合表征上存在明显不足。建议未来从“试验-观测-模型”多角度出发,结合跨尺度观测技术构建界面热-水-盐-力耦合模型,为寒区工程抗冻胀设计和灾害防控提供设计依据与研究方向。
中图分类号:
| [1] | 王伯昕, 高银龙, 王清, 刘佳奇. 冻融循环对季冻土区粉质黏土-混凝土界面剪切性能的影响[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(5): 1592-1603. |
| [2] | 韩长玉, 赵浩汀. 路基填筑短期内热棒高导热性影响 [J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(2): 570-580. |
| [3] | 赵越, 司运航, 张译丹, 赵京禹. 水化-冻融耦合条件下大理岩蠕变损伤本构模型[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(1): 231-241. |
| [4] | 苑晓青, 吴泽炬, 王清, 陈慧娥, 林森, 牛岑岑, 徐鑫. 冻融循环对钙剂改良土体分散性效果的影响[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(6): 1812-1825. |
| [5] | 赵越, 李磊, 闫晗, 肖万山, 苏艳军. 水化-冻融耦合作用下大理岩单轴蠕变力学特性[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(4): 1195-1203. |
| [6] | 张 军, 张 泽, 郭 磊, 谢春磊, 金豆豆, 翟金榜. 不同施工季节对多年冻土区锥柱式基础地温回冻影响[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(2): 502-. |
| [7] | 吕建航, 杨忠年, 时伟, 李国玉, 凌贤长, 张莹莹. 冻融循环下加筋膨胀土边坡稳定性模型试验[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(5): 1587-1596. |
| [8] | 张琦, 杨忠年, 时伟, 凌贤长, 涂志斌. 冻融循环下初始含水率对非饱和膨胀土剪切特性试验[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(5): 1544-1550. |
| [9] | 崔赢, 沈宇鹏, 张中琼. 环境因素对兴-贝型多年冻土分布与发育的影响[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(5): 1427-1440. |
| [10] | 石梁宏, 李双洋. 寒区渠基黏土热参数最优概率分布[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(2): 473-482. |
| [11] | 徐新木, 张耀平, 付玉华, 雷大星, 邹雄刚. 冻融循环下含节理类岩石试样剪切破坏特性[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(2): 483-494. |
| [12] | 孙洪伟, 傅汝进. 季冻土区临水轻台结构冻拔特征分析及防治[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2019, 49(5): 1405-1414. |
| [13] | 张泽, 周泓, 秦琦, 邴慧, 武俊杰, 周攀峰. 冻融循环作用下黄土的孔隙特征试验[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(3): 839-847. |
| [14] | 孙忠军,杨志斌,秦爱华,张富贵,周亚龙. 中纬度带天然气水合物地球化学勘查技术[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2014, 44(4): 1063-1070. |
| [15] | 宿晓萍,王清,王文华,孙昊月. 季节冻土区盐渍土环境下混凝土抗冻耐久性机理[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2014, 44(4): 1244-1253. |
|
||