为探讨多年冻土原状样承受竖向外荷载时的强度和变形特性，对不同深度的原状冻土样进行单轴试验和固结试验，并分析了冻土抗压强度、弹性模量、破坏形态、融沉特性.试验表明：在单轴试验中，浅层土的应力-应变曲线为不规则的非线性曲线，深土层的应力-应变曲线为抛物线形式曲线，随着含冰量的增加以及含砂量的减少，荷载由土颗粒骨架发展为冰晶体承担，抗压强度和弹性模量随深度的增加先减小后增大.冻土的破坏分为三种：延性破坏时外部无明显裂痕，仅产生挤压变形；弱面剪切破坏引起侧向裂缝以及侧向挤压变形；轴向分裂破坏的裂痕从中间至轴向展开.在固结试验中，主固结一般发生在前100 min,深层土的固结应变及融沉系数比浅土层大，且深土层融沉系数受荷载影响较大.

在寒区工程建设中了解冻混杂岩土材料,如冻土石混合体的力学性质是保证工程建设安全的前提条件。采用单轴压缩和巴西劈裂试验探讨纯冰、冰石混合物、冻土和冻土石混合体在不同冻结温度(-10℃,-20℃,-30℃)下的变形以及强度性质,同时借助显微成像技术观察试样内部的冰石、土石、冰土界面形态和受力开裂特征。试验得到以下结论:(1)在单轴压应力或劈裂拉应力作用下纯冰和冻土的破裂面相对平直;而冰石混合物和冻土石混合体的破裂面相对弯曲。(2)受块石形状的影响(外凸和内凹、锯齿边界),冰石混合物中可见对应的沿准确的冰石界面开裂和在界面附近冰体一侧开裂的2种裂缝类型;冻土石混合体中裂缝主要在冻土中和土石界面间发育。(3)试样的抗压和抗拉强度随冻结温度的降低呈现线性增加的趋势。随温度的降低冻土和冻土石混合体的压、拉强度增长速率要大于纯冰和冰石混合物的强度增长速率;各试样的压、拉强度比约为5。(4)在冻结温度为-10℃时,各试样的抗压、抗拉强度大小依次为冰石混合物>冻土石混合体>冻土>纯冰;然而在冻结温度为-30℃时,抗压强度大小依次为冻土>冻土石混合体>冰石混合物>纯冰,...

为研究在冲击荷载作用下冻土含水率和应变率对混凝土-冻土组合体能量耗散和破坏形态的影响,采用杆径为50 mm的分离式Hopkinson压杆系统对不同冲击气压下和不同冻土含水率的组合体进行冲击压缩试验。试验结果表明:随着冻土含水率的增加,混凝土-冻土组合体的吸收能呈现先增加后减小的趋势,当冻土含水率超过饱和状态后,由于冻土中多余的冰晶体对土颗粒间连结作用的破坏,组合体的吸收能减少;随着应变率的增大,组合体内部新产生的裂纹比原裂纹扩张吸收更多的能量,组合体试件的吸收能也随之增加;在组合体受到冲击压缩作用时,冻土在混凝土后面起到缓冲的作用,部分能量被冻土吸收,当应变率相同时,组合体吸收能越大,冻土试样破坏程度越大,而混凝土试样破坏程度越小。