冻土的力学性读书报告.doc

冻土的力学性质读书报告 通过对《高等土力学》的学习，我对土的力学性质有了更深刻的认识，也初步掌握了一些土的研究方法、模型建立等。对于我这个新疆孩子，对冻土本身就有一定的了解，通过在校的课堂学习和课外阅读，使我对冻土的力学性质有了较为系统的认识。 我国具有广大的季节冻土和多年冻土区，在冻土地区进行工程建设，就必须深入研究冻土的力学特性，以确保冻土地基上工程建筑物的稳定性。广义的冻土力学可分为冻融作用和已冻土力学性质两方面，冻胀、融沉和冻融循环引起的土力学性质的变化属于冻融作用的范畴。 冻土在静载作用下的抗压强度 1.1应力一应变关系及本构关系 土体受到外力作用时内部就会产生应力和应变。对冻土来说,因其中含有流变性极强的冰而使其应力一应变关系与外力作用时间或应变率密切有关。 1.根据等应变率压缩试验结果，Vialov(1962)提出了如下简单的幂函数形式应力一应变关系： （其中A、m为参数） （1） 然而近年来，大量研究表明冻土的本构关系并非服从（1）所描述的幂函数定律，相反，冻土的-关系十分复杂。 Zhu Yuanlin [1]等提出了冻土的热力学本构关系,根据大量试验将冻土的应力一应变关系分成9种基本类型,并分别给出了它们的应力一应变方程。然后根据这9种类型-关系适用的土质、含水量、应变率及温度条件,编制了冻土-关系类型图。研究者或工程技术人员只要知道需解决问题的土质含水量、应变率及温度资料,就可从该图中查出对应的-关系类型,并可从有关文献（Zhu Yuanlin et al,1991；朱元林等，1992）中查出其-关系方程。 蔡中民 [2]等根据单轴压缩蠕变试验资料，提出了冻土的粘弹塑性本构方程及其材料参数的确定方法。该模型能较好地描述冻土衰减和非衰减蠕变过程。 1.2单轴抗压强度 在一定土质和含水量下，影响冻土单轴抗压强度的主要因素为温度和应变率。试验表明（昊紫汪、李洪升等），在一定的温度范围内冻土单轴抗压强度随温度的变化可用线性方程描述： （2） 式中：为=0℃时的抗压强度；为冻土温度；为试验系数。 根据李洪升 [3]等对冻结粉质壤土试验结果，在一定应变率范围内，其单轴抗压强度随应变率的变化可用下式描述： （3） 式中：为无量纲化参照应变率。 1.3三轴抗压强度 李昆[4]等对深部粘土进行了不同固结一冻结过程的三轴剪切对比试验。结果发现,对试样先固结后冻结再进行三轴压缩试验得出的抗剪强度最大；先冻结后固结次之；不固结冻结得出的抗剪强度最小。因此他们建议在进行三轴抗压强度试验时,应该用与某一深度地压相当的围压先对试样进行固结,再冻结,然后再进行试验,这样得出的强度指标与实际情况比较吻合。 强度准则 摩尔—库仑准则 一部分研究人员认为冻土的强度准则，在低围压下摩尔-库仑准则依然适用。考虑到土的强度随着剪切速率的降低而减小，随温度的降低而增大，控制粘聚力的冰相实际上控制着冻土的综合强度。基于这个假定，陈湘生 [5]提出冻土的瞬时强度： （4） 2.Drucker-Prager准则 马巍等 [6]根据大量冻土三轴抗压强度试验结果提出了抛物线型强度屈服准则： （5） 式中：c为八面体粘聚力；；为当抗剪强度q达到最大值时的平均法向应力。 2.冻土在动载作用下的力学性质 2.1动力参数 1.赵淑萍[7]等对冻土动弹模、动阻尼比进行了一定的研究,她通过对两种不同路基冻土的动三轴实验研究分析了测试及其影响因素,得出如下结论: 1) 动弹模和动阻尼比随加载频率、温度、含水量的变化规律相同。 2)冻土的动弹性模量随频率的增加而增加,其中低频时变化大, 高频时变化小,随含水量的增加先增加后减少,在饱和含水量附近达到最大值。 3)动阻尼比随频率的增加而变小, 低频的变化率小于高频,随含水量的增加比较分散,呈现逐渐增加趋势。 2.吴志坚 [8]等通过模拟地震作用下的动三轴实验, 研究了重塑冻结兰州黄土的动力学参数,通过研究得出: 1) 在随机变化的地震波型简化为等效的等幅正弦循环荷载的作用下,不同温度下的重塑冻结兰州黄土的动应力-动应变关系曲线均可近似地Hardin-Drnevich双曲线模型来描述。 2) 动弹性模量随温度的降低而增大,随动应变的增大而减小 2.2动应力应变关系及强度 姜忠宇[9]等进行了冻土在往复荷载作用下应力应变关系的研究,他通过实验得出: 1) 冻土试样的力学性能受试样类型、含水量、温度以及加载方式等因素的影响;同种试样加载方式不同, 力学参数有一定的差异。 2) 不同的加载方式对试样抗压强度的比值有