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随着社会经济的发展,在冻土区进行的工程建设及资源开发与日俱增,而且在冻土区时常会发生一些地质及工程上的灾害,上述问题与冻土区岩土所受的冻融作用及岩土的蠕变特性有密切联系,目前在岩土冻融蠕变方面的研究尚浅,本文在前人研究成果之上,选择粘土为研究对象,对其冻融循环作用下的蠕变特性进行研究。 (1)对粘土进行冻融作用下的蠕变特性试验研究,试验所用粘土土样取自于大雁扎尼河露天矿,制作初始含水率分别为15%、25%及35%的重塑粘土试样,进行次数分别为0,1,3,6,10,15的冻融循环,得出粘土试样的蠕变应变—时间曲线。结果表明,蠕变变形随冻融循环次数的增加而增大,随含水率的增加而增大。首次冻融循环后蠕变变形变化较为明显,蠕变曲线随冻融循环次数增加逐渐聚拢。蠕变变形量随初始含水率的增大而增加。 (2)通过对粘土的剪应变—应力等时曲线分析可见:蠕变是非线性的,剪应变与剪切荷载成正比,剪切蠕变的非线性水平随剪切荷载的增大而变强,剪切蠕变的非线性水平随时间增加变强。本试验中的剪切蠕变属于衰减型蠕变,剪切蠕变应变随时间发展趋于一极限值。等时曲线组上未出现明显转折点,因此剪切荷载未超过粘土的长期强度。剪应变随剪切荷载及冻融循环次数的增大而增大,剪切蠕变的非线性水平随冻融循环次数的增加而增强。 (3)通过对粘土参数的分析可见:剪应变速率随时间增加而减小,随剪应力增大而增加,随冻融循环次数的增加而增大,随含水率的增加而增大。粘滞系数随时间增加而增大,随剪应力的增大而减小,随冻融循环次数的增加而减小,随含水率的增加而减小。 (4)应用经验模型及理论模型的蠕变方程进行拟合,经验模型选用幂函数型及对数函数型模型,理论模型选用5元件Kelvin模型。结果表明,理论模型蠕变公式比经验模型蠕变公式的拟合程度更高。