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粉砂土作为岩石风化作用的产物,其颗粒组成主要以砂粒和粉粒为主,粘性颗粒含量相对较少。在深季节冻土地区,粉砂土路基受外界持续负温作用下,路基土体水分迁移明显,冻胀作用显著,随着温度的升高,路基土中的冰开始融化变为水,产生融沉现象。在反复的冻胀融沉作用下,深季节性冻土地区高速铁路、高速公路的建设都会产生不利影响。本课题研究以西藏那曲物流中心为工程依托,在现场监测数据的基础上,结合室内冻胀试验、冻胀融沉试验,研究粉砂土的冻胀融沉特性。主要研究内容及研究成果包括:(1)通过现场监测数据,分析该区域的水文、地质和气候等条件,并分析冻害的原因,为改良整治提供依据;(2)进行开放条件下粉砂土路基填料的冻胀试验,获得粉砂土土样温度场、冻结深度、冻结速率、冻胀变形量和冻胀速率随时间的变化过程;研究表明,粉砂土的冻结深度随着冷端温度的降低而逐渐加深;不同干密度土样的冻结深度变化曲线趋势相似,干密度变化对冻结深度的影响较小。冻胀过程中补水量随干密度的升高而逐渐减少,土样明显存在水分迁移现象,冻结完成后土样含水量高于土样的初始含水量;对于不同的干密度,在已冻段,含水率随干密度的增加而变小,在未冻段含水率随干密度的增加而增大,对于不同的冷端温度,冻胀后试样含水率变化大体相似,随不同冷端温度存在诧异。(3)完成开放条件下粉砂土路基填料的冻胀融沉试验,获得土样在反复冻融过程中,在不同冻胀融沉次数下的冻胀融沉量、融沉系数随初始干密度,初始含水量和荷载的变化规律;研究表明,初始含水量小于冻胀起始含水量时,不发生冻胀变形,初始含水量对第一次融沉过程影响最为显著;荷载对土体冻胀有明显的抑制作用,当土样顶端荷载较小时,土样冻胀量较大,反之较小;干密度和冻胀融沉量之间存在着一个总变形量为零的临界干密度,当干密度大于该临界干密度时土样高度最终以膨胀的形式出现,反之以压缩形式出现;同样,存在一个临界荷载,使在该荷载条件下,试样经过一定冻融循环后总变形为零。各试样的补水量随冻融次数的增加而减少,并在经历3次冻融后达到稳定状态。