温度梯度环境中高含冰量冻土变形—裂缝演化规律试验研究

发布时间：2021-06-25 04:40

　　我国多年冻土区,由高含冰量冻土诱发的工程环境问题日趋增多,如冻土冻胀和变形机理便是亟待解决的关键难题。冻土冻胀主要是温度梯度驱动下的水分迁移间接导致的冰分凝的宏观表现,冻胀在工程约束作用下形成冻胀力。冻胀力将导致冻土变形、甚至局部开裂。裂缝的存在会严重劣化冻土力学性质、改变冻土变形机理,还会增加土体中渗流通道,促进冻土解冻、甚至再冻结过程中的水分迁移。本文以温度梯度环境中高含冰量冻土为研究对象,综合利用数字照相和CT技术对冻土变形破坏过程和裂缝演化进行了系统研究。将数字图像量测技术运用到温度梯度冻土试验中,提出适用于细粒冻土的表面散斑方法,解决了数字照相在细粒冻土中应用所面临的标记点自动识别难的问题,并通过增设试样端部与制冷板间减摩装置有效降低了冻土试样变形破坏过程中的端部摩擦效应。基于数字图像量测技术获得了温度梯度环境中高含冰量冻土变形-表面裂缝特征和演化规律。以破坏时刻作为临界点将冻土试样变形破坏过程分为两个阶段。临界点后,冻土试样整体变形主要由剧变区变形承担。冻土试样剧变区高度增长过程与表面裂缝高度扩展规律基本相同,但是冻土试样表面裂缝高度略大于剧变区高度。基于CT技术获得了温度... 

【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

地温曲线图

1-2 单向冻结诱发的土体裂缝特征（Arenson 2008igure 1-2 The one dimentional freezing-induced fractu度环境中高含冰量冻土在荷载作用下的变形，揭示冻土冻胀水分迁移机理，建立冻胀模者针对高含冰量冻土开展了大量试验研究，应以及试样整体变形行为方面，研究的最终目而对于温度梯度环境中冻土基于局部尺度的导。实验的手段来研究温度梯度环境中高含冰量律与机理，重点揭示冰含量、冰颗粒直径以及响。研究成果将为多年冻土地区地基基础稳状（Domestic and Oversea Researc

然后通过数字散斑技术对试样表面变形进行分析。夏黎等[82]在测量混凝土试程中采用了数字照相量测技术。刘宝会等[83]将数字散斑技术引入到混凝土材料无。刘宁等[84]利用数字照相量测技术对碳布加固混凝土梁的承载能力进行观测分析白义如[85]基于 DPDM 方法，模拟了采空区地表沉降过程中岩石的移动过程。方新模拟采区顶板破坏过程中，使用网格法对其进行分析。李元海[87]基于数字照相量提出了一种准确可靠的检测隧道围岩破坏的方法。在冻土工程领域，国内外学者也进行了大量著有成效的尝试。Arenson 等[88]、Xia Azmatch 等[90]为了观察冻土冰透镜体生长过程，研究冻胀过程中的微观机理，采水溶液对冻土试样表面进行标记，然后实施数字照相。但是由于温度梯度的存在的水分会向冷端不断移动，因此无法准确表征土体位移。Deniz Dagli[91]在冻胀测加入了数码相机，使用粒子图像技术对冰透镜的生长过程进行观察。李萍[92]利用图像数字化技术对土体冻胀过程中冻结缘的特征进行动态分析。王永涛数字图像技术构建了冻胀试验系统，并将采集图像进行数字化处理，分析了土体发展过程以及冰透镜体分凝过程。陶祥令[94]在分析冻胀过程中，使用数字照相量冷生构造中冰透镜体生长过程进行分析。


本文编号：3248513