吉林大学学报(地球科学版) ›› 2026, Vol. 56 ›› Issue (5): 1681-1689.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20240304

• 地质工程与环境工程 • 上一篇    下一篇

冻融循环作用对粉质黏土-混凝土界面水分迁移规律及微观结构影响

傅兰婷,王伯昕,王清,陈慧娥,冯雪   

  1. 吉林大学建设工程学院,长春130021

     

  • 出版日期:2026-09-26 发布日期:2026-10-18
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(42330708,42072296)







Effects of Freeze-Thaw Cycles on Moisture Migration Patterns and Microstructure Evolution at Silty Clay-Concrete Interface

Fu Lanting,Wang Boxin ,Wang Qing, Chen Hui’e, Feng Xue   

  1. College of Construction Engineering, Jilin University, Changchun 130021, China
  • Online:2026-09-26 Published:2026-10-18
  • Supported by:
    Supported by the National Natural Science Foundation of China (42330708,42072296)

摘要:

冻融环境下界面渗流是影响季节冻土区水利工程结构稳定性的重要因素之一。为揭示冻融循环作用下粉质黏土-混凝土界面渗流特性与微观结构演化规律,本文采用荧光素示踪剂开展不同冻融循环次数下的粉质黏土-混凝土界面渗流试验和扫描电镜试验,探究冻融循环对该界面渗流性能的影响。结果表明:在微观层面,土体和混凝土在冻融循环作用下裂缝发育;随着冻融循环次数的增加,土体孔隙率先减小后增加,在第25次冻融时达到最小值17.00%;渗流后界面处土体分解成片状矿物。在宏观层面,界面向下20 mm至向上10 mm范围内,粉质黏土和混凝土之间形成界面区,该区域含水率较初始状态显著增加;混凝土与粉质黏土含水率均随冻融循环次数增加呈先减小后增大的趋势,土体湿润锋运移速度与冻融循环次数呈正相关。


关键词: 冻融循环, 粉质黏土-混凝土界面, 渗流, 微观结构

Abstract: Interface seepage under freeze-thaw environments is a critical factor influencing the structural stability of hydraulic engineering in seasonally frozen soil regions. To reveal the seepage characteristics and microstructural evolution of the silty clay–concrete interface under freeze-thaw cycles, fluorescein tracer and scanning electron microscope tests were carried out under different freeze-thaw cycles. The results show that at the microscopic level, cracks develop between soil and concrete under the action of freeze-thaw cycle. With an increasing number of freeze-thaw cycles, the soil porosity initially decreases and then increases, reaching a minimum of 17.00% at the 25th cycle, and the soil at the interface disintegrates into platy minerals after seepage. At the macro level, the moisture content of soil and concrete within the region from 20 mm below to 10 mm above the interface increases, and the moisture content decreases first and then increases with the increase of the number of freeze-thaw cycles, and the soil wetting front migration velocity is positively correlated with the number of freeze-thaw cycles.

Key words: freeze-thaw cycle, silty clay-concrete interface, seepage, microstructure

中图分类号: 

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