冻融循环后路基材料力学特性的静动参数转换理论及试验研究

土是自然界各种岩石风化形成的，土的物理及力学特征因其形成过程而异有很大的不同，不同地区不同种类的土会在相同条件下呈现出各异的力学特征，尤其在多年冻土和季节性冻土区，由于环境影响因素复杂，土的性质更加难以掌握。.国家自然科学基金资助项目计划《冻融循环后路基材料力学特性的静动参数转换理论及试验研究》项目（50978117）主要的工作内容如下：.1．对不同塑性指数路基土进行三轴压缩试验.通过对室内制备的最大压实度试样在经历0～7次完整冻融循环过程后，进行三轴压缩试验，得到3种土不同冻融循环次数及不同围压下的力学参数。结果表明：抗剪强度及弹性模量在不同冻融循环次数及不同围压下规律较明显。建立不同塑性路基土抗剪强度、弹性模量与围压及冻融循环次数关系，可为缺乏相关资料的季冻区路基设计提供参考。.2．对不同塑性指数路基土进行动三轴试验.对季冻区3种不同塑性指数压实路基土进行0～7次冻融循环后在不同围压下进行动三轴试验，试验结果表明：在加载初期，土的动模量（包含动弹性模量 和动剪切模量 ）随着循环次数的增加呈下降趋势，随着动荷载次数继续增加，动模量渐趋稳定值。取荷载作用5000-6000次的动模量平均值作为土在此状态下的稳定值。总结规律如下：季冻区压实路基土动模量随围压的增加而增大，随冻融循环次数的增加而减小，随塑性指数的增加而增加。.3．建立了相同条件下静动参数转换理论，可由简单易测的静弹性模量推导出动弹性模量，将大大减少动三轴试验的工作量，为道路设计提供快速准确的动弹性模量数据。.4．对不同塑性指数路基土经历不同次数冻融循环之后进行微观分析试验.采用场发射环境扫描电子显微镜（ESEM）提取3种土不同冻融循环次数后的微观结构图像，利用Image-Pro Plus（简称IPP）软件对微观图片进行分析处理，对所选的微观形态参数进行测量计数，并进行统计分析，得出3种土在不同冻融循环次数后的颗粒和孔隙的各项微观参数统计结果，对前述压实路基土静、动力参数随冻融循环次数变化规律进行微观机理分析验证。.5、采用抗冻融的新型材料作为路基填料，提出了路基的抗冻融稳定控制新型结构形式，分别完成了粉煤灰土、聚丙烯纤维加固粉煤灰土、橡胶颗粒改良粉煤灰土等三种路基材料的力学性能试验研究。