Qinghai-Xizang plateau;moraine soil,freeze-thaw cycles,strength deterioration;microscopic mechanism;elastic modulus;shear strength ,"/>
吉林大学学报(地球科学版) ›› 2026, Vol. 56 ›› Issue (2): 611-624.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20240149
左志强1,李政男2,刘佳诺1,李明俐1,郑海君1
1.地质灾害防治与地质环境保护全国重点实验室(成都理工大学),成都610059
2.四川省地质调查研究院,成都610072
Strength Deterioration Characteristics and Microscopic Mechanism of Qinghai-Xizang Plateau Moraine Under Freeze-Thaw Cycle
Zuo Zhiqiang1,Li Zhengnan2,Liu Jianuo1,Li Mingli1,Zheng Haijun1
1. State Key Laboratory of Geohazard Prevention and Geoenvironment Protection (Chengdu University of Technology), Chengdu
610059, China
2. Sichuan Institute of Geological Survey, Chengdu 610072, China
摘要: 为探究青藏高原冰碛土在冻融循环过程下的强度劣化规律与微观机制,采用室内试验与数值分析相结合的方法,通过开展标准三轴试验、扫描电镜实验及核磁共振实验,系统研究了不同初始条件(含水率、冻融循环次数)下冰碛土强度劣化特性和微观结构演变,并借助回归分析方法,建立了宏观强度参数与冻融作用之间的量化关系。结果表明:1)冻融循环后冰碛土的应力-应变关系曲线呈应变软化趋势,弹性模量与抗剪强度均随冻融次数增加而下降。在冻融循环前期(0~5次),弹性模量与抗剪强度的平均损伤率分别增至16.60%和10.33%,此时强度劣化最为明显;而在冻融循环后期(10~20次),强度特征参数呈小幅波动状态并趋于平稳。黏聚力与冻融循环次数呈负指数关系,而内摩擦角受其影响较小,仅表现为小幅波动。2)随冻融循环次数增加,冰碛土颗粒排列从密集、有序向松散、无序状态转变,孔隙结构发生明显变化。3)随冻融循环次数增加,细、微孔隙在水-冰相变过程产生冻胀力的作用下逐渐扩张并合并,形成大、中孔隙;冻融循环次数为20时,大、中孔隙占比上升至59.55%,细、微孔隙占比减少至40.45%,且孔隙结构调整在冻融后期(10~20次)已基本趋于稳定。基于此,本研究改进了适用于冰碛土在冻融循环下的莫尔库伦强度准则,并建立了抗剪强度、弹性模量与冻融循环次数的多参数耦合模型。
中图分类号:
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