恒刚度和恒荷载组合作用下的梯度冻土试验方法

摘要

一种恒刚度和恒荷载组合作用下梯度冻土试验方法，属于用于温度梯度冻土试验方法。利用温度梯度冻结-均温融化土与温度梯度冻土强度宏观表现机制相同的原理，将梯度I冻-均温融土，均温冻-均温融土，梯度II冻-均温融土排列成冻融组合体；然后，利用不同劲度系数弹簧和刚性加压板沿冻融组合体A-A方向施加恒定水平约束刚度，利用液压囊沿冻融组合体B-B方向和C-C方向施加恒定荷载，其中C-C方向为垂直方向地层压力，B-B方向为水平地层压力。最后，通过逐级卸除—再逐级施加C-C方向上的荷载，同时保持A-A方向上的约束和B-B方向上的荷载恒定，模拟梯度冻土在开挖—支护过程中的应力路径。该方法解决冻土试验中组合温度梯度无法施加的难题，揭示冻土中非均质机制。

主权项

恒刚度和恒荷载组合作用下梯度冻土试验方法，其特征在于：利用温度梯度冻融诱发的孔隙无序大小与无序程度近似反应温度依赖的冻土强度机理，将组合梯度冻土试验转化为组合冻融土试验；具体过程如下：将梯度I冻‑均温融土(2)，均温冻‑均温融土(1)和梯度II冻‑均温融土(3)排列成冻融组合体(4)，冻融梯度方向平行B‑B方向，通过≥2组的弹簧(5)和刚性加载板(6)沿冻融组合体(4)A‑A方向上施加恒定刚度约束，通过液压囊(7)沿冻融组合体(4)B‑B和C‑C方向上施加恒定荷载，其中C‑C方向上的荷载等于垂直方向地层压力，B‑B方向上的荷载等于水平方向地层压力，通过逐级卸除‑再逐级施加冻融组合体(4)B‑B方向上的荷载模拟冻结壁实际开挖和支护过程，根据温度梯度冻结‑均温融土与温度梯度冻土强度宏观表现机制相同的原理，利用冻融土近似模拟温度依赖的冻土，从而间接获得不同刚度约束与荷载组合作用下梯度冻土变形破坏机理。