随着高原环境温度升高和道路负荷的加重,青海省冻土区公路病害频发,为提高冻土区公路使用寿命,以青海省S101公路沿线冻土地区路基土为研究对象,通过在升温作用下对不同初始环境负温度、振动频率和围压的冻土进行动三轴试验,研究了冻土温度逐年升高对冻土区公路抗振陷能力产生的影响。结果表明:不同初始环境负温度直接升温至相同温度,升温冻土的最大动剪切模量明显大于恒温冻土,升温冻土振陷量随初始环境负温度的降低而增加;冻土由同一初始环境负温度梯度升温时,冻土振陷量随梯度升温值的增加而增大,冻土动剪切模量随梯度升温值的增大而减小,升温冻土间累积应变差值随梯度升温值的增加呈先增大后减小的趋势;振动频率和围压的升高均会增大冻土的动剪切模量,同时提高冻土的抗振陷能力。可见,升温作用和梯度升温值的增大均会降低冻土抗振陷能力,因此在冻土地区进行公路建设时要综合考虑初始环境负温度、梯度升温、振动频率和围压耦合作用的影响,这将有助于提高冻土区公路的使用寿命。
青海西部冻土路段公路受温升作用和车辆动荷载的影响,灾害频发,为保障寒区公路的安全运营,开展温升和动荷载作用下冻土的动应力-动应变响应规律研究十分必要。以青海S101公路路段冻土路基土为研究对象,利用正交试验设计方法对冻土进行GDS(Global Digital Systems)动三轴试验,得到不同温度、不同荷载工况下影响冻土强度的最不利影响因素组合,探讨了温升和动荷载作用下冻土的动应变、动应力幅值的变化规律。试验结果表明:由同一初始环境负温度进行梯度升温时,同一动应变下,冻土的动应力随梯度升温值的增加而减小,冻土极限破坏动应力随升温梯度值的增加而减小,冻土的动应力-动应变曲线呈抛物线型;-2℃为该路段冻土的高低温界限;对冻土的动应力-动应变关系曲线进行拟合,符合改进的Hardin双曲线模型;冻土的破坏动应力与频率存在线性正相关关系;冻土的动应变受频率的影响明显。该研究结果可为类似地区冻土路段设计、施工及灾害防治提供参考。