基于温度路径的冻融作用下黄土强度及微观结构研究

龙建辉，张玲玲，邢鲜丽，郭晓娟

基于温度路径的冻融作用下黄土强度及微观结构研究

龙建辉，张玲玲，邢鲜丽，郭晓娟

(太原理工大学矿业工程学院，山西 太原 030024)

在季节性冻土区，冻融作用诱发黄土滑坡的本质是冻融循环作用下黄土物理力学性质的劣化，探明冻融作用下温度以及水分迁移对黄土强度的影响及其机制是必要的。以山西省柳林县某黄土边坡为例，采用一种新的冻融循环方式即按照土体每年历经的温度路径进行冻融循环，研究在温度动态变化的冻融循环作用下土体的抗剪强度变化规律以及反复冻融循环作用对土体黏聚力、内摩擦角和微观结构的影响。结果表明：在一轮冻融循环过程中，土体强度与温度呈负相关关系，低温对土体强度影响较大。随着冻融次数的增加，土体黏聚力呈指数函数下降，内摩擦角几乎没有明显变化。微观试验表明，随着冻融次数的增加，土体内大颗粒破碎化，孔隙增多，表现为颗粒趋于均一化，中等大小(5～10 μm)孔隙占比最大。本次研究模拟了土体经历的温度变化过程，为该地区季节性冻融型黄土滑坡防治提供了借鉴作用。

温度路径；冻融循环；强度；微观结构；山西省

黄土由于其特殊的结构性和水敏性，当其处于天然含水率以及未经冻融循环作用影响时，能长期保持较高的强度[1]，随着含水率增加或者经历冻融循环作用后，其强度将大幅降低[2-6]，山西省作为典型的季节性冻土区，每年春季由于冻融作用引发的滑坡灾害也愈发严重[7]。……