为比较常温脱湿与冻融路径下压实土的土水特征,分别采用压力板仪、盐溶液湿度平衡法和5TM温度-湿度传感器,测定压实黑龙江膨胀土和山东粉质黏土在常温脱湿路径下的土水特征曲线和冻结-融化路径下的冻结特征曲线。研究结果表明:1)在相同试验工况下,同种土在脱湿路径下的土水特征曲线与在冻结路径下的冻结特征曲线形状相似,但不重合;2)与粉质黏土相比,膨胀土在常温下的持水能力更强,在相同负温下未冻水含量更高,且冻结特征曲线在冻结和融化过程中的滞回现象更明显;3)干密度越大,土体在常温下的持水能力越强,在负温下的未冻水含量越低,在冻结过程中形成冰的初始温度越低,且土体冻结特征曲线的滞回现象越不明显;4)经3次冻融循环,土体的冻结特征曲线逐渐达到稳定;经10次冻融循环后,由于土体产生膨胀和微裂缝,土体中的未冻水含量有所下降。

为比较常温脱湿与冻融路径下压实土的土水特征,分别采用压力板仪、盐溶液湿度平衡法和5TM温度-湿度传感器,测定压实黑龙江膨胀土和山东粉质黏土在常温脱湿路径下的土水特征曲线和冻结-融化路径下的冻结特征曲线。研究结果表明:1)在相同试验工况下,同种土在脱湿路径下的土水特征曲线与在冻结路径下的冻结特征曲线形状相似,但不重合;2)与粉质黏土相比,膨胀土在常温下的持水能力更强,在相同负温下未冻水含量更高,且冻结特征曲线在冻结和融化过程中的滞回现象更明显;3)干密度越大,土体在常温下的持水能力越强,在负温下的未冻水含量越低,在冻结过程中形成冰的初始温度越低,且土体冻结特征曲线的滞回现象越不明显;4)经3次冻融循环,土体的冻结特征曲线逐渐达到稳定;经10次冻融循环后,由于土体产生膨胀和微裂缝,土体中的未冻水含量有所下降。

为比较常温脱湿与冻融路径下压实土的土水特征,分别采用压力板仪、盐溶液湿度平衡法和5TM温度-湿度传感器,测定压实黑龙江膨胀土和山东粉质黏土在常温脱湿路径下的土水特征曲线和冻结-融化路径下的冻结特征曲线。研究结果表明:1)在相同试验工况下,同种土在脱湿路径下的土水特征曲线与在冻结路径下的冻结特征曲线形状相似,但不重合;2)与粉质黏土相比,膨胀土在常温下的持水能力更强,在相同负温下未冻水含量更高,且冻结特征曲线在冻结和融化过程中的滞回现象更明显;3)干密度越大,土体在常温下的持水能力越强,在负温下的未冻水含量越低,在冻结过程中形成冰的初始温度越低,且土体冻结特征曲线的滞回现象越不明显;4)经3次冻融循环,土体的冻结特征曲线逐渐达到稳定;经10次冻融循环后,由于土体产生膨胀和微裂缝,土体中的未冻水含量有所下降。

针对冻土热参数、土水势在不同温度条件下的变化趋势缺乏统一表述的问题,提出了冻土冻结势概念。为通过不同温度下的热参数和土水势变化率得到冻结势的表达式,首先,基于Johansen法反演不同温度下的冻土未冻水含量,根据未冻水含量计算出冻土热参数理论值,得出热参数在不同温度下的变化率;其次,通过土水特征曲线研究了冻土土水势随未冻水含量的变化关系,得出了冻土土水势在不同温度下的变化率;最后,根据以上计算结果拟合出了冻结势函数。研究结果表明:热参数及土水势在不同温度下产生不均匀变化的根本原因是未冻水含量的不均匀变化;随着土体温度的降低,未冻水含量、土水势、热参数先发生剧烈变化,随后变化趋势减缓并趋于某一数值;在温度为0～-5℃时,冻土冻结势急速发展,当温度低于-5℃时冻结势发展趋缓,由此得出0～-5℃是重塑冻土热参数和土水势性质的剧变区间。在此基础上,依据冻结势函数拟合出一种考虑温度变化的导热系数计算方法,该计算方法能较好地预测不同温度下冻土的导热系数。