季節(jié)性凍土區(qū)道路的凍脹機理及防凍脹措施的淺析季節(jié)性凍土區(qū)道路的凍脹機理及防凍脹措施的淺析1一、我國的凍土分布及研究的重要意義

二、土體的凍脹機理

三、土體凍脹的影響因素

四、道路凍脹的破壞形式及原因

五、現(xiàn)有道路的防凍脹措施一、我國的凍土分布及研究的重要意義

二、土體的凍脹機理

三、2一、我國的凍土分布及研究的重要意義

1、凍土的組成及分布凍土:是指溫度低于0℃以下的各種巖土體，由固體土顆粒、冰、液態(tài)水和氣體四種基本成分所組成。凍土分多年凍土和季節(jié)性凍土。凍土我國是世界上第三凍土大國，凍土面積約占國土面積的75%，其中多年凍土占全國面積22.4%，而季節(jié)性凍土占全國總面積的52.6%。一、我國的凍土分布及研究的重要意義

1、凍土的組成及分布3道路的凍脹機理ppt課件42、研究凍土的意義

實踐表明，無論是季節(jié)性凍土還是多年凍土，隨著氣溫的變化，其表層都存在著一層冬凍夏融的凍結-融化層，這在路基施工中造成了許多危害，凍土區(qū)凍害是道路工程建設存在的主要問題。

對于多年凍土已我國已經(jīng)進行了深入研究，尤其是青藏公路和鐵路成功修建和運營，為多年凍土的特性研究和防凍害措施提供了大量的經(jīng)驗，交通部門的規(guī)程和規(guī)范中也已經(jīng)對多年凍土區(qū)工程設計和施工的專門規(guī)定。2、研究凍土的意義

實踐表明，無論是季節(jié)性凍土還5國內對季節(jié)性凍土路基的研究主要集中在季節(jié)凍土區(qū)路基防凍設計，根據(jù)凍脹發(fā)生的客觀條件和凍脹機理，提出了相應的凍脹預報模式，對于季節(jié)性凍土路基的設計具有重大的指導意義。但是在我國現(xiàn)行的路基設計規(guī)范中對季節(jié)性凍土地區(qū)路基設計中所提到的內容較少，大多處于經(jīng)驗設計狀態(tài)，缺乏理論依據(jù)和定量結論。所以為了防治這些道路凍害的發(fā)生，保障交通的正常的運輸，延長道路的使用年限，必須對現(xiàn)存道路凍害原理和凍害防治措施進行深入的研究，提出更為具體和有效的防治道路凍害的措施，對現(xiàn)有的工程施工技術加以補充，具有重大的現(xiàn)實意義。國內對季節(jié)性凍土路基的研究主要集中在季節(jié)凍土區(qū)路基防凍設計，6二、土體的凍脹機理土體的凍脹分為原位凍脹和分凝凍脹兩種。原位凍脹造成體積增大約9％，破壞力較小。而對工程中破壞巨大的是由于外界水分遷移補給形成的分凝凍脹。二、土體的凍脹機理土體的凍脹分為原位凍脹和分凝凍脹兩種。7針對水分遷移的研究，可分為毛細理論和凍結緣理論。毛細理論：由Everett提出，稱為第一凍脹理論。不能毛細理論卻不能解釋不連續(xù)冰透鏡是如何形成的，并且該理論低估了細顆粒土中的凍脹壓力。凍結緣理論：由miiler提出，提出了凍結緣的概念，克服了毛細理論的不足，稱為第二凍脹理論。針對水分遷移的研究，可分為毛細理論和凍結緣理論。8凍脹計算的模型按照物理參數(shù)的選擇方式可分為確定型計模型和隨機型計算模型。前者根據(jù)精確確定的土體的物理、化學、熱學參數(shù)以及它們之間的數(shù)學關系計算凍脹；后者則是一個黑箱子，綜合考慮多種影響因素，借助模擬試驗和統(tǒng)計規(guī)律來獲得凍脹。按照計算原理劃分，可以分為經(jīng)驗和半經(jīng)驗就算模型、流體動力學計算模型、剛冰模型及水熱力耦合模型。

凍脹計算的模型按照物理參數(shù)的選擇方式可分為確定型計模型和隨機9三、土體凍脹的影響因素眾所周知，水分遷移凍結成冰是產生大量凍脹的主要因素，然而不同土體的水分遷移的量也是不同的，這主要取決于土的粒度組成、土中的水分、土體的溫度和外在荷載的制約。三、土體凍脹的影響因素眾所周知，水分遷移凍結成101、土的粒度組成試驗表明，當土粒徑為0.05～0.002mm時，凍脹性最大，凍結期間向凍結前緣帶的水分遷移非常強烈，可形成厚度不等的冰透晶體，凍脹率η大于8%，屬強凍脹或超強凍脹。當土顆粒粒徑小于0.002mm的含量大于50%時，凍土的水分遷移量為粉粒>粘粒>砂粒。1、土的粒度組成112、土中的水分在自然界中，經(jīng)室內試驗及工程實踐表明，并不是含水的土體凍結時就一定發(fā)生凍脹，而是只有當土中的水分含量超過一定數(shù)值后才會有凍脹現(xiàn)象發(fā)生。試驗表明當土體含水量小于起始凍脹含水量時，土中的孔隙只是被冰及未凍水充滿，土體不會發(fā)生凍脹。2、土中的水分123、土體的溫度在室內試驗中，對于粘性土當溫度降至－3℃至－5℃左右時，土體凍脹率變化最大，此時的凍脹量約占最大凍脹量的75%左右，而凍脹速率過快，凍脹率則變小，所以要想產生較大的凍脹量一定要控制凍結溫度和凍結速度。3、土體的溫度134、土體所受的荷載路面外荷載對未凍水含量的影響也十分顯著，外荷載愈大，凍土中的未凍水含量愈大，含冰量愈小。同時，荷載還使得未凍水向凍結峰面以下運動，進而對凍脹起抑制作用。4、土體所受的荷載14四、道路凍脹的破壞形式及原因

常見的道路凍脹：凍脹開裂

、融沉、翻漿冒泥。1、凍脹開裂四、道路凍脹的破壞形式及原因

常見的道路凍脹：凍152、融沉2、融沉163、翻漿冒泥3、翻漿冒泥17五、現(xiàn)有道路防凍脹措施

由于道路凍害現(xiàn)象的產生要同時具備土質、溫度、水三個因素的作用。因此，只要消除這三個因素中的一個就能達到防治的目的，現(xiàn)存最常用的是隔水法和保溫法。五、現(xiàn)有道路防凍脹措施

由于道路凍害現(xiàn)象的產生要同181、隔水法隔水法：利用沒有毛細作用的大