盐渍冻土与混凝土接触界面的力学特性对寒旱区道路工程结构的稳定性和耐久性有重要的影响。为了揭示多因素作用下盐渍冻土-混凝土接触面力学特性，通过室内试验和数学模型探究了接触面剪切应力-位移关系和剪切强度变化规律。开展了补水和不补水、冻融循环方式（单向和整体冻融循环）、冻融循环次数（0、5、10、20）、含盐量（0、0.5%、1%、2%、3%、4%）、含盐类型(NaCl和Na2SO4)、剪切温度（-2℃、-5℃、-10℃）等条件下的盐渍冻土-混凝土接触面直剪试验。基于龚帕兹模型拟合了接触面的剪应力-剪切位移关系。并运用灰色相关理论分析了各影响因素与接触面剪切强度关联性。研究结果表明：冻融循环方式对接触面抗剪强度的影响差异不明显，但随着冻融循环次数增加，接触面抗剪强度均逐渐降低。接触面抗剪强度随着盐含量的增加而降低，当含盐量超过2%时，硫酸钠和氯化钠冻土接触面抗剪强度呈现相反变化规律，其中硫酸钠冻土接触面强度增大。当温度降至-5 ℃及更低温度后，补水条件对接触面抗剪强度起增强作用。龚帕兹模型与盐渍冻土-混凝土接触面的应力位移关系吻合较好，可用于评价寒...

为研究季节性冻土抗剪强度，对不同冻融循环次数、垂直压力及初始含水率条件下的土体进行了系列直剪试验，研究经历冻融循环后峰值剪切强度及强度参数的变化规律。试验结果表明：随着冻融循环次数的增加，土体黏聚力会逐渐下降，土体内摩擦角在冻融循环作用下总体呈小幅度上升趋势，试验粉质黏土的内摩擦角在20°～30°波动，并且随着含水率的增加(18%～26%),抗剪强度、黏聚力和摩擦角均呈下降趋势。

寒区多年冻土斜坡内部存在的下卧冰层对多年冻土斜坡稳定有着重要影响。为探究冰-冻土界面力学特性对斜坡稳定的影响，该研究以冰-冻土界面为研究对象，在低温环境（-3℃）下开展了不同冻土初始孔隙比和含水率下的冰-冻土界面及对应的冰-土颗粒界面直接剪切试验，建立了考虑冰晶胶结特性的冰-冻土界面非线性弹性损伤模型，结合试验结果对模型进行了验证，并分析了界面在剪切过程中切线刚度的变化规律。结果表明：冰-土颗粒界面的剪切应力表现为应变硬化特性，而冰-冻土界面的剪应力在峰值强度之后迅速下降，表现为应变软化特性。冰-冻土界面结构系数峰值点对应的剪切位移随着含水率的增大而增大，当冻土初始孔隙比为1.0、0.8和0.6，冻土初始含水率从14%增大至18%时剪切位移分别增大了32.7%、41.3%和52.1%。在-3℃下，冻土的初始含水率越大，则界面处的胶结冰越多，黏聚强度对界面的抗剪强度贡献也就越大。当结构系数达峰值点后，界面开始产生损伤，并随着剪切位移的增加进入加速损伤阶段。剪切过程中界面的切线刚度呈先增大后减小的趋势，在结构系数峰值点处为0，之后切线刚度随着剪切位移的增加逐渐减小。此外，界面的峰值切线刚度...

为了研究冻土-复合土工膜-混凝土界面抗剪强度的形成及特征，进行了考虑抗剪温度、含水率、法向应力等因素影响下的直剪试验。建立考虑含水率、法向应力、冻结温度条件的冻土-复合土工膜-混凝土界面抗剪强度回归方程，为寒旱区刚柔复合衬砌渠道的抗冻胀设计和施工提供科学依据。

利用原状多年冻土在不同切样角度下的直剪试验，探讨-2℃条件下青藏地区2种不同土性（粉土、粉质黏土）冻土的直剪力学特性。结果表明：原状冻结粉土含冰量变化较小，内部为层状构造，而原状冻结粉质黏土含冰量变化较大，可以看到冻土中有冰块；原状冻结粉土、原状冻结粉质黏土剪切位移（Δl）-剪应力（τ）曲线表现为硬化型；原状粉质黏土随着含冰量增加呈现脆性破坏的趋势；原状冻结粉土的抗剪强度受剪切角度的影响较大，在200 kPa法向应力作业下，不同剪切角度下得到的原状冻结粉土抗剪强度τmax是τmin的1.22倍。通过理论分析可知，在层理面上开展直剪试验，其抗剪强度最小；因此，对于高温原状多年冻土的抗剪强度的取值应考虑切样角度的影响。

通过一系列高温冻土-现浇混凝土接触面的负温直剪试验,分析接触面剪切力学特性和受力变形机理,采用二元介质模型对接触面受力变形机理进行力学抽象,引入破损率和应力分担率函数,假设接触面各微元强度服从Weibull概率分布,建立高温冻土-现浇混凝土接触面的本构方程。研究结果表明:接触面剪切变形破坏发生在富含冰膜的界面冻土上,接触面应力-位移曲线表现为应变软化型,可将其划分为4个阶段。在各接触面影响因素中,温度对接触面冻结强度影响最显著,二者呈指数函数关系,法向应力和含水率与冻结强度呈线性关系。基于二元介质理论建立的力学模型和本构关系科学地揭示了接触面微观受力变形机理,较好地描述接触面应力-位移曲线全过程及应变软化现象,可为高温冻土地基中结构承载力的数值模拟和安全评价提供理论依据。

对西藏某拟建公路地基的砾砂冻土开展了4种融冻环境状态下的大型直剪试验,分析了水平位移、竖直位移、体积的变化规律,获取了临界状态和峰值状态下的内摩擦角,探讨了抗剪强度与融冻循环的关系。研究结果表明:随着法向应力的升高,冻土试样的剪切变形行为逐渐由应变软化向应变硬化转换;总体上该砾砂土的温度越高,抗剪强度越低;对于临界状态内摩擦角,状态排序为:C1>C2>C3>C4,而对于峰值状态内摩擦角,状态排序为:C1>C3>C2>C4;在冬季对地基进行压实施工后,应及时保温以减小气候变化对地基温度的影响,并尽量避免在夏季高温时进行地基上部路堤填筑。

随着全球气候变暖,多年冻土加速退化,冻土区土石混合体边坡稳定性问题日益突出。为探究不同含水率和碎石含量对土石混合体冻融交界面剪切强度的影响。开展土石混合体冻融交界面直剪试验,得出含水率(21%、24%、27%、30%)和含石率(0%、10%、20%、30%、35%、40%)对土石混合体冻融交界面抗剪强度变化的影响规律。试验结果表明:含水率对土石混合体冻融交界面强度的影响可分为快速下降和缓慢下降两个阶段。当含水率从21%增加到27%的过程中,土石混合体冻融交界面强度下降迅速。当含水率从27%增加到30%的过程中,界面抗剪强度继续下降,但下降速率减慢,即含水率对界面强度影响的阈值在27%左右。随着碎石含量增加,界面抗剪强度一直处于增长趋势。当含石率为10%的交界面强度相比不含石的交界面强度有明显增加,最大增长幅度为33%。当含石率大于30%时,土体抗剪强度增长迅速,即含石率对界面强度影响的阈值在30%左右。当含石率一定时,交界面处摩擦角随着含水率增加逐渐减小,在含水率达到27%后变化缓慢,而交界面黏聚力在含水率达到27%前快速减小后趋于缓慢下降。当含水率一定时,随着含石率增加,交界面摩擦角...

为研究冻融循环作用对冻土–混凝土界面冻结强度的影响,对不同冻融循环次数、法向应力、试验温度及土体初始含水率条件下的冻结界面进行了系列直剪试验,研究经历冻融循环后界面峰值剪切强度、残余剪切强度及强度参数的变化规律。试验结果表明:冻融循环对界面剪切应力与水平位移曲线形态影响很小,经历20次循环后曲线仍是应变软化型。冻融循环对峰值剪切应力的影响强于对残余剪切应力的影响,表明其对界面胶结冰含量产生影响。当土体初始含水率较低且温度较高时,冻融循环使界面峰值剪切强度增加,但变化量较小。然而在含水率较高(20.8%)及试验温度较低时(-5℃),峰值剪切强度随着冻融循环增加而降低。因此在土体含水率较高且冻结温度较低时,对于发生小变形的冻结界面需要重视冻融循环对峰值剪切应力的影响。不同初始含水率、试验温度下冻融循环对残余剪切强度的影响较小且变化规律不明显。在试验温度为-1℃,-3℃,-5℃时,峰值黏聚力随冻融循环增加分别表现为增加、波动和下降,推测是由于界面胶结冰含量不同而引起。峰值摩擦角和残余摩擦角随冻融循环次数增加略有变化。

为了探讨多年冻土区自然斜坡失稳机制,开展了不同含水率黏土、粉土、砂土的土-冰交界面直接剪切试验和相应融土的直接剪切试验。结果表明,砂土和砂土-冰冻融交界面剪切应力-变形特性主要表现为弹性变形,且剪应力存在明显峰值;粉土、黏土及相应的冻融交界面在很小的变形范围内表现为塑性变形,且剪应力无峰值。水分对砂土活动层抗剪强度影响较弱,表现为水分增高,内摩擦角小幅降低。水分对粉黏土活动层抗剪强度影响剧烈,表现为水分增高,粉黏土黏聚力急剧减小。研究发现,冻土区斜坡失稳更易发生于细颗粒粉黏土中。相对于粉土,粉土-冰冻融交界面抵抗剪切变形的能力更强,粉土斜坡潜在滑动面更易发育在冻融交界面上层附近;相对于黏土,黏土-冰冻融交界面抵抗剪切变形的能力更弱,黏土斜坡更易在冻融交界面处发生滑动。同时,细粒土斜坡极易在达到最大融化深度前提前失稳,斜坡坡度越高,失稳时间越提前。融化期活动层水分增多导致潜在滑动面黏聚力降低是细粒土冻土斜坡失稳的最主要原因,孔隙水压对冻土斜坡具有一定影响,在稳定性评价时要考虑活动层水位的影响。