人工冻融海相黏土微观孔隙特征试验研究

王升福，戴道文，薛凯喜，刘光炎，闫乐琛，李栋伟

(东华理工大学土木与建筑工程学院，江西 南昌 330013)

0 引 言

我国上海、宁波等沿海地区地铁隧道建设中，多采用人工地层冻结法对联络通道、盾构端头进行加固，富水软土地区因人工冻结法中冻胀融沉现象而造成的地层变形成为亟待解决的问题[1-2]，定量明晰土体微观结构变化对揭示土体冻胀融沉引起的地层变形具有重要意义。软黏土的冻胀融沉变形在微观尺度主要体现在微观孔隙体积的压缩和不同孔隙孔径之间的相互转化，土体冻融后孔隙水分重分布使得孔隙体积减小，同时土体孔隙尺度及分布、孔隙形状等也随之发生变化[3- 6]。土体微观结构的研究成为近年来土力学研究的热点[7-9]，试验方法包括压汞测试法、气体吸附法、x射线能量散谱分析、计算机断层扫描、核磁共振、扫描电子显微镜等[10-13]。其中，压汞测试法具有测量快速便捷、测量范围宽、测量结果具有良好的重复性等优点，在土体微观结构研究中得到广泛应用[5，14-16]。

本文以原状软黏土样为研究对象，通过压汞试验，对不同冻结条件下冻融及压缩前后的土样孔隙分布变化、孔隙分布与冻融及压缩特性之间的关系进行研究，以探索原状软黏土冻融及压缩前后微观孔隙组成分布特性。同时，对不同冻融条件下冻融及压缩后土的微观孔隙变化进行研究，分析冻融及压缩对软黏土孔隙分布变化的影响。

1 试验准备

试验用土取自宁波地区典型的粉质黏土，属海相软黏土，现场初勘呈软塑状态，层底标高-33.05～-35.99 m。……