季节性冻土区黏土冻结深度预测

周元辅，张丹锋，李明勇，索晓庆，张学富

(重庆交通大学土木工程学院山区桥梁及隧道工程国家重点实验室，重庆 400074)

季节性冻土的冻胀对路基、边坡、隧道等基础设施的安全和耐久性极其不利。中国相关规范[1-4]都涉及了冻结深度，由此可见冻结深度在季节性冻土区工程建设的重要性。影响季节性冻土冻结深度的因素很多，从空间来看，季节性冻土的冻结深度与海拔、纬度密切相关[5-6]，这是因为不同海拔和纬度地区的气温和地温不同[5，7]。在冻结深度预测计算中，冻结深度与冻结负温、冻结时间、积温等气温参数[8-10]直接相关。土的性质、含水量、辐射、植被、积雪等是影响冻结深度的关键因素[8，11-14]。冻结深度是季节性冻土区工程建设中防冻胀设计的关键参数之一，大量学者开展了冻结深度预测研究。由于冻结深度的影响因素众多，这些年冻结深度预测研究持续不断。其中公认度较高的预测公式是基于传热学理论的Stephan公式或在此基础上改进的公式[15-16]。中国经过多年工程实践和经验总结，综合考虑了土体类别、冻胀性、环境、地形等因素之后，《建筑地基基础设计规范》[1]、《冻土地区建筑地基基础设计规范》[2]、《冻土工程地质勘察规范》[3]等规范给出了冻结深度计算公式，但是这些公式没有考虑冻土的含水率或含水量。由《冻土工程地质勘察规范》[3]可知，黏性土的冻胀性较强，且含水量对其冻胀性影响显著。然而，现行规范中无针对季节性冻土区黏性土且考虑含水影响的冻结深度计算公式。……