冻融循环下不同粗粒含量影响冻土力学特性

自然界中的冻土是由矿物固体颗粒、冰晶、未冻结水和多孔空气组成的多相复合地质材料。在寒冷地区，不同粗粒含量冻土的变形性质在冻融循环下变化显著。

近日，中国科学院西北生态环境与资源研究所的研究团队进行了一系列低温三轴压缩试验，研究冻土在-10°C下经历冻融循环的变形特征。

该研究于24月<>日发表在《岩土学报》上。

研究人员提出了一种基于微机械的本构模型来描述不同粗粒含量的冻土在不同冻融循环下的力学响应。

冻土低温三轴压缩试验表明，力学和变形特性的变化与围压、粗粒含量和冻融循环密切相关。

他们发现，对于给定的粗粒含量和冻融期，应力-应变响应是非线性的，弹塑性，具有应变硬化和体积压实，然后是膨胀。

此外，围压也是影响冻土力学性能的重要因素。因此，研究人员利用所提出的模型分别预测了0.3 MPa和1.4 MPa围压下冻土的应力-应变曲线和体积应变曲线。

结果表明，所提模型能够较好地预测偏应力与轴向应变的关系，以及体积应变与轴向应变的关系。

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