冻土是高纬度、高海拔地区的常见地质结构,为指导冻土区的地下防护工程设计,开展了冻土抗侵彻试验与数值仿真。分析了侵彻过程中冻土的破坏机理,并根据冻土材料特性以及空腔膨胀理论研究了子弹的侵彻深度。试验和仿真结果表明:随着子弹速度的上升,冻土表面的破坏程度增加。冻土材料在拉应力、剪应力联合作用下发生破坏,边缘处的材料破坏得最严重。靶板内部的裂纹对子弹速度敏感,当子弹速度达到170m/s时裂纹数目显著增加。针对冻土抗侵彻问题,考虑了冻土粘性效应的空腔膨胀模型与试验的平均误差为3.03%,对侵彻深度的预测能力明显强于原始的空腔膨胀模型以及其他经验公式。
基于控制温度、含盐率、含水率3个变量的低温GDS三轴试验,研究温度、盐分、水分三因素综合作用对高原多年冻土动、静力学强度的影响。结果表明:温度降低使得冻结含盐细砂的黏聚力、内摩擦角增大,在低围压范围内抗剪强度随围压增大而线性提高,抗剪强度随温度降低而降低;在动荷载作用下冻结含盐细砂的破坏振次随动荷载的提高而降低;温度对冻结含盐细砂的动强度影响为温度越低,含冰量越大,自由水含量越低,动强度越高。