影响土体冻胀的几个因素

李红卫，姜连杰，刘 伟

(黑龙江省引嫩工程管理处，黑龙江大庆163316)

土在冻结过程中水分和水分迁移是产生冻胀的直接因素，而水分迁移的强弱又与土体的本身性质有关，如土体颗粒大小、矿物成分、土体密度、渗透性等等，还与冻结条件有关、如冻结指数大、负温变化过程等。改变其中一项主要影响因素则可取得消减或消除土体冻胀的效果。这里提出防治建筑物因地基冻胀发生破坏的措施的依据。

1 土的主要物理、化学性质对土冻胀性的影响

1.1 土的粒径与土体冻胀性关系

土颗粒大小对土体冻胀性影响显著，土颗粒大小反映土粒比表面积大小，土颗粒愈小比表面积愈大，与水相互作用的能量也愈高，影响水分迁移能力愈强。试验结果表明:土的粒径与土体冻胀性关系如下:

土颗粒粒径d＞0.1 mm时，既使是饱和土，冻结时也不发生水分迁移，国外资料认为;在粗粒土中，当d＜0.074 mm的细粒土发生水分迁移;d=0.1－0.5 mm的纯净砂，冻结系数η=1.14－1.4%，属于弱冻胀性土。我国兰州冰川冻土研究所的实验资料表明，d＜0.05 mm的粉黏粒含量＞12%的粗粒土冻结时η=1.5% ～1.8%，认为是产生水分迁移的临界尺寸。

实验中还发现d=0.05－0.002 mm时，土中水分迁移剧烈，土具有强冻胀性，为d＜0.002 mm时的土冻结时的水迁移现象反而减弱。当土中水分，冻结条件相同时，各类土的冻胀性大致按下列顺序排列;亚砂土＞亚黏土＞黏土＞砾石土(＜0.05 mm粒径的含量不超过12%)＞粗砂＞砂砾石。

1.2 土的矿物成分对冻胀的影响

一定大小的粒组、反映出一定的矿物成分。矿物不同，表面活化能不同、与水分子的作用能力也不同。……