一面せん断試験による繰返し凍結・融解履歴を受けた粘性土の変形・強度特性

单面剪切试验反复冻融历史下粘性土的变形与强度特性

• 批准号: 26920003
• 负责人: 岩渕 祐一
• 金额: $ 0.32万
• 依托单位: Hakodate National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26920003/
• 关键词: 凍結融解試験; 凍上; 一面せん断試験

研究目的寒冷な地域では冬季の地盤中において、凍結(凍上)・融解が毎年繰り返されて、斜面の表層が下方へ移動、または崩壊する事例が報告されている。既存使用の一面せん断試験機の温度制御部分を改良し、省力化して凍結(凍上)・融解を繰返し受ける履歴の有無の挙動を視ることを目的とした。研究方法試料は笠岡粘土とファインサンドを重量比1:1で混合し、これを液性限界の約2倍のスラリー状にし、鉛直応力98kPaで一次元予圧密した。供試体は、直径6cm、高さを4cmに整形し、飽和させてせん断箱内へ挿入する。圧密は鉛直応力12.2kPa(終始一定)を加え、上端面を4℃に下端面を0℃で約20時間保持する。吸排水は上面がらの大気圧である。繰返し凍結融解履歴は、供試体下端面ヘサーマルショックを与えて氷核を形成し、凍結過程の下端面の初期温度は-0.5℃とし上端面は4℃にて、両端面ともに-0.2℃/hにて24時間で供試体上端まで凍結(凍上)させた。融解過程はこの後、両端面ともに+0.4℃/hにて上端面が20℃に達したら、両端面ともに20℃に20時間以上一定とした。この履歴を各1、2、3、4サイクルと与えた。せん断は、各サイクルの最後とこの履歴無を、同じ鉛直応力で定圧一面せん断試験(変位速度0.02mm/min、変位6mm)を実施した。研究成果凍上量は、1サイクル時の平均13.5mmから2サイクル時の平均12.3mmの僅かな減少があり、これ以降は同じとなった。この後の融解は、1サイクル時は元の供試体と同じ高さに戻るが、2サイクル時は平均0.6mm沈下して、3、4サイクルで元の高さへ戻る傾向となった。せん断時の垂直変位は、履歴無より各サイクルは大きく、サイクルが増える毎に小さくなり、3、4サイクルで同じとなった。せん断強さについては、2サイクルは他より大きくなったが、他は履歴の傾向は視られない結果となった。

研究目的：在寒冷的地区，每年在冬季土壤中重复冷冻（冷冻）和解冻，斜坡的表面层向下移动或倒塌。目的是改善现有的单方面剪切测试仪的温度控制部分，减少劳动力，并观察是否有重复冻结（冷冻）和解冻的历史。研究方法将样品与kasaoka粘土和细砂混合，重量比为1：1，这是泥浆状的，大约是液体极限的两倍，并在98kPa的垂直应力下进行一维的浓缩。样品的直径为6厘米，高度为4厘米，饱和并插入剪切盒中。为了压实，施加了12.2 kPa的垂直应力（整个恒定），并将上端表面保持在4°C，下端表面在0°C下保持大约20小时。进气和排水是顶部表面周围的大气压。通过在样品的下端施加螺旋冲击来形成冰核，进行了重复的冻融历史。样品下端的初始温度为-0.5°C，样品的上端为4°C，并且在-0.2°C/H时将两端冷冻到标本的顶端24小时。此后，当两个末端表面均为 +0.4°C/h并且上端表面达到20°C时，熔化过程在20°C下保持恒定20小时以上。该历史记录为1、2、3和4个周期。对于剪切，在每个循环结束时进行恒定压力单平面剪切测试（位移速度：0.02 mm/min，位移：6 mm），而此病史没有相同的垂直应力。研究结果：冻结的上体积从一个周期的平均13.5mm稍微降低到两个周期的平均12.3mm，此后相同。随后的熔化在一个周期内恢复了与原始样本相同的高度，但是在两个周期中，平均值定为0.6mm，在三到四个周期后，它倾向于返回其原始高度。在每个周期中，剪切过程中的垂直位移都比没有病史更大，并且随着每个周期的增加而变得更小，因此对于3或4个周期而言，它相同。关于剪切强度，两个周期比其他周期大，但是没有观察到其他循环的历史趋势。