【正文】 化，但不同位置的土層融化時(shí)間不盡相同，導(dǎo)致融化后的路基土層中過多的水分無法向下滲透，而只能留在該層路基土中，或者向路基路面結(jié)構(gòu)流動(dòng)，造成翻漿破壞。試驗(yàn)著手于研究素土經(jīng)過多次凍融循環(huán)后的力學(xué)特性變化行為，力求尋找出不同溫度下的土在凍融循環(huán)后力學(xué)特性變化的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，幫助預(yù)測季凍區(qū)素土的強(qiáng)度變化，這對于季凍區(qū)公路的建設(shè)具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義，且具備一定的工程可行性。因此凍土區(qū)各種工程建筑常常遇到許多由于土中冰的增長或消失而引起的凍脹和融沉現(xiàn)象，導(dǎo)致各種工程建筑的迅速破壞，不但浪費(fèi)巨額投資，影響建筑物的正常使用，甚至威脅人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。前蘇聯(lián)早在上世紀(jì)30年代，北美在50年代就已經(jīng)開始進(jìn)行凍土力學(xué)性質(zhì)的研究，我國在60年代初也開展了凍土力學(xué)的試驗(yàn)研究，并在70年代對凍土的強(qiáng)度和蠕變進(jìn)行了系統(tǒng)研究。土的凍融作用是凍土力學(xué)與凍土工程中的重要研究課題。雖然目前凍融循環(huán)作用改變土物理力學(xué)性質(zhì)這一現(xiàn)象及其重要性已得到了充分重視，但對于其作用機(jī)理及其規(guī)律性的研究卻一直沒有關(guān)鍵性的進(jìn)展，試驗(yàn)成果差異性也較大，這主要是由于不同研究者采用試驗(yàn)方法各不相同，研究成果建立在不同試驗(yàn)條件之上，自然也就導(dǎo)致了研究成果巨大差別。（2）力學(xué)試驗(yàn)：已有研究表明，素土在最佳含水量下的抗壓強(qiáng)度最大，因此以素土為對象，在不同凍結(jié)溫度下進(jìn)行凍融循環(huán)試驗(yàn)，凍融循環(huán)一個(gè)周期為24h，凍融循環(huán)試驗(yàn)次數(shù)(0,3,6,9)，然后進(jìn)行包括抗剪強(qiáng)度測試、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度測試，具體內(nèi)容：①素土直剪試驗(yàn)、三軸試驗(yàn)和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度測試；②不同凍結(jié)溫度凍融循環(huán)后（3℃，6℃，9℃）素土直剪試驗(yàn)、三軸試驗(yàn)和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度測試；③不同凍融循環(huán)次數(shù)(0,3,6,9)后，素土、三軸試驗(yàn)和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度測試；第二章 基本室內(nèi)試驗(yàn)土樣基本性質(zhì)測試：以研究區(qū)細(xì)粒土為研究對象，測定其粒度成分、最大干密度，最優(yōu)含水量液限、塑限等基本指標(biāo)。 在施工現(xiàn)場所進(jìn)的砂、碎石等施工建筑材料，都必須按規(guī)定取樣送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行顆粒分析實(shí)驗(yàn)，通過試驗(yàn)得以證明所用材料級配是否良好。這實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在工程中是很重要的。所謂顆粒組成即顆粒級配，就是土中各種粒徑范圍的粒組在土中的相對比例，通常用占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)來表示。顆粒分析實(shí)驗(yàn)是測定土中各粒組所占該土總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)的方法，借以明了顆粒大小分布情況，供土的分類及概略判斷土的工程性質(zhì)。 、小于等于60mm的土、密度計(jì)法、虹吸管法（移液管法）適用于粒徑小于0。若土中粗細(xì)顆粒兼有，則聯(lián)合采用篩析法和密度計(jì)法或移液管法。 標(biāo)準(zhǔn)篩：1；天平（稱量500g，感量1g）、篩析機(jī)、烘干箱、調(diào)土皿、瓷盤、毛刷、鐵匙等。然后稱調(diào)土皿質(zhì)量，做好記錄。（3）將取好的試樣倒入依次疊好的標(biāo)準(zhǔn)篩最上層（最大孔徑）篩內(nèi)，進(jìn)行篩析。（4）篩析10min（土工試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定10—15min）后，再按由上而下的順序?qū)⒏骱Y取下，在空瓷盤上用手搖晃輕叩，如有試樣漏下，應(yīng)繼續(xù)篩析，直至無試樣漏下為止。注：每級篩上稱好的試樣，均應(yīng)做好記錄后，再倒回本級篩內(nèi)，以備試驗(yàn)數(shù)據(jù)有誤時(shí)，進(jìn)行復(fù)查之用。注：根據(jù)土的性質(zhì)和工程要求可適當(dāng)增減不同篩徑的分析篩。 （2）繪制顆粒大小級配曲線。 （二）密度計(jì)法 密度計(jì)分為甲種和乙種。兩種密度計(jì)其制造原理和使用方法并無不用之處。在土粒沉降過程中，用密度計(jì)測出在懸液中對應(yīng)于不同沉降時(shí)間的懸液密度，根據(jù)密度計(jì)讀數(shù)和土粒的下沉?xí)r間，就可計(jì)算出小于某一粒徑d（mm）的顆粒占土樣的百分?jǐn)?shù)。 （1）稱質(zhì)量為30g的風(fēng)干試樣倒入錐形瓶中，勿使土粒丟失，注入200mL的蒸餾水泡過夜。一般煮沸約1h。杯底沉淀物用帶橡皮頭的研杵細(xì)心研散，加蒸餾水，經(jīng)攪拌后靜置1min，再將上部懸液倒入量筒。%時(shí)。（5）將過篩懸液倒入量筒，加4%濃度的六偏磷酸鈉約10mL于量筒溶液中，再注入純水，使筒內(nèi)懸液達(dá)1000mL（對加入六偏磷酸鈉后產(chǎn)生凝聚的土，應(yīng)選用其他分散劑）。（7）取出攪拌器，將密度計(jì)放入懸液同時(shí)開動(dòng)秒表。根據(jù)試樣情況或?qū)嶋H需要，可增加密度計(jì)讀數(shù)或縮短最后一次讀數(shù)的時(shí)間。（9）密度計(jì)讀數(shù)均以彎液面上緣為準(zhǔn)。放入或取出密度計(jì)，應(yīng)盡量減少對懸液的擾動(dòng)。 （1）按下列公式計(jì)算小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。 為了簡化計(jì)算公式可寫成 式中 K——粒徑計(jì)算系數(shù)，K= ，與懸液溫度和土粒比重有關(guān)。（2）用小于某粒徑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)，顆粒直徑（mm）在對橫坐標(biāo)上，繪制顆粒大小分布曲線。本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表21表22 圖22所示表21 顆分試驗(yàn)原始記錄表顆 粒 分 析 實(shí) 驗(yàn)（比重計(jì)法）工程編號(hào) 東北林業(yè)大學(xué) 土樣編號(hào) 01 驗(yàn)日期 2013年3月15日試驗(yàn)者 劉慶偉 曾德娟 張則琪 計(jì)算者 曾德娟 校核者 張則琪小于 毫米顆粒土質(zhì)量百分?jǐn)?shù) 100% 比 重 計(jì) 號(hào) 甲 1濕土質(zhì)量 量 筒 號(hào) 5含 水 量 5% 燒 瓶 號(hào) A3干土質(zhì)量 30g 土 粒 比 重 含 鹽 量 比重校正系數(shù) 試 樣 處 理說明 煮沸后未加六偏磷酸鈉 土樣原始狀態(tài) 凍土試驗(yàn)時(shí)間下 沉懸 液比 重 計(jì) 讀 數(shù)土粒落踞粒徑小于某孔小于某孔時(shí) 間溫 度比重計(jì)刻度彎液溫 度分散劑Rn=R+n+m+CDRH=RMCsLd徑的土質(zhì)徑的總土tT讀 數(shù)面校正值校正值校正值(mm）（mm）量百分?jǐn)?shù)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（min）（%）（R）（n）（m）（CD)（%）（%）1﹢1﹣1﹣52﹢1﹣1﹣53﹢1﹣1﹣10﹢1﹣1﹣30﹢1﹣1﹣60﹢1﹣1﹣120﹢1﹣1﹣141440﹢1﹣1﹣篩 號(hào)孔 徑累積留篩土質(zhì)量小于該孔徑的土質(zhì)量小于該孔徑的土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于該孔徑的總土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)( mm )(g )( g )( % )( % )1盤底總計(jì)12圖211213 試驗(yàn)?zāi)康恼承酝恋臓顟B(tài)隨著土的含水率的變化而變化。對于工程來說，具有實(shí)用意義的就是液限、塑限和縮線。含水率低于縮限，水份蒸發(fā)時(shí)體積不再縮小。區(qū)分塑性和脆性的界限含水率定義為塑限。液限是區(qū)分粘性土可塑狀態(tài)和流動(dòng)狀態(tài)的界限含水率，測定土的液限主要有圓錐儀法和蝶式儀法等試驗(yàn)方法，也可采用液塑限聯(lián)合測定法測定土的液限。 液限塑限聯(lián)合測定法是根據(jù)圓錐儀的圓錐沉入深度與其相應(yīng)的含水率在雙對數(shù)坐標(biāo)上具有線性關(guān)系的特性來進(jìn)行的。（1）圓錐液限儀如圖22，主要有三個(gè)部分：①質(zhì)量為76g且?guī)в衅胶庋b置的圓錐，錘角30176。圖22圓錐儀（2）稱量200g、。（4）鋁制稱量盒、調(diào)土刀、小刀、毛玻璃板、滴管、吹風(fēng)機(jī)、研缽等設(shè)備。，分成三份，分別放在三個(gè)調(diào)土皿中，加入不同數(shù)量的純水，使分別達(dá)到接近液限、塑限和兩者中間狀態(tài)的含水率，調(diào)成均勻土膏，然后放入密封的保濕缸中，靜置24h。取圓錐儀，在圓錐上涂抹一層凡士林油，接通電源，是電磁鐵吸穩(wěn)圓錐儀。然后將試杯中的合格試樣取出2個(gè)個(gè)10g以上放入稱量盒中，打開盒蓋放在盒底，將試樣同盒一起放入烘干箱中，在105至110℃溫度下烘到恒重，測定其含水率。根據(jù)圓錐沉入深度及相應(yīng)的含水率在雙對數(shù)坐標(biāo)上繪制關(guān)系曲線，求出圓錐沉入深度為17mm及2mm時(shí)的相應(yīng)含水率即為液限和塑限。三點(diǎn)連一直線，當(dāng)三點(diǎn)不在一條直線上時(shí)，通過高含水率的一點(diǎn)與其余兩點(diǎn)連成兩條直線，在圓錐下沉深度為2mm處查得相應(yīng)的含水率，當(dāng)兩個(gè)含水率的差值小于2%時(shí)，因以該兩點(diǎn)含水率的平均值與高含水率的點(diǎn)連成一線；當(dāng)含水率的差值大于或等于2%時(shí)，應(yīng)補(bǔ)做試驗(yàn)。表23 液 、塑 限 聯(lián) 合 試 驗(yàn)工程名稱 液塑限聯(lián)合試 驗(yàn)試驗(yàn)者 張則琪土樣說明 粉質(zhì)粘土 計(jì)算者 曾德娟試驗(yàn)日期 校核者 劉慶偉試樣編號(hào)123圓錐入土深度（mm）盒號(hào)207A盒重（g）49．548．946．6盒+濕土重（g）64．56462盒+干土重（g）61．660．558濕土重（g）1515．115．4干土重（g）12．111．611．4水質(zhì)量（g）2．93．54含水率（%）23．97%30．2%35．1%液限（%）19塑限（%）34塑性指數(shù)（%）15土樣分類粉質(zhì)粘土圖23 圓錐下沉深度與含水率關(guān)系曲線室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)是為了確定擾動(dòng)土在一定擊實(shí)功能下干密度隨含水率變化的關(guān)系曲線，以求得土的最大干密度和最優(yōu)含水率，了解土的壓實(shí)特性，為工程設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工碾壓提供土的壓實(shí)性資料。因此，土的壓實(shí)過程，既不是固結(jié)的過程，也不同于一般的壓縮過程，而是一個(gè)土顆粒在不排水條件下的重新組構(gòu)過程。輕型擊實(shí)試驗(yàn)法適用于顆粒不大于5mm的黏性土；重型擊實(shí)法適用于粒徑不大于20mm的土，若采用三層擊實(shí)時(shí)，最大粒徑不大于40mm。 kJ∕m3，重型擊實(shí)試驗(yàn)分5層擊實(shí)，沒層56擊；若分3層擊實(shí)，每層94擊。當(dāng)壓實(shí)功能和壓實(shí)方法不變、含水率較低時(shí)，土的干密度隨含水率的增加而增加；當(dāng)干密度達(dá)到某一最大值后，含水率繼續(xù)增加則干密度逐漸減小，將土達(dá)到最大干密度時(shí)所對應(yīng)的含水率，稱為最優(yōu)含水率（），該干密度值稱為最大干密度（）。（二）儀器設(shè)備輕型擊實(shí)儀（由擊實(shí)筒、擊實(shí)錘和護(hù)筒組成，、 cm3，如圖所示）、天平、臺(tái)秤、推土器、烘干箱、噴水設(shè)備、碾土設(shè)備、盛土器、標(biāo)準(zhǔn)5mm、修土刀和保濕設(shè)備等。采用濕法制備試樣，取天然含水率的代表性土樣20kg碾散，按要求過5mm篩，將篩下得土樣拌均勻，分別風(fēng)干或者加水到所要求的不同含水率。試樣制備中，可按下式計(jì)算所需的加水量。式中 ——土樣所需加水量，kg； ——風(fēng)干含水率時(shí)土樣的質(zhì)量，%w0 ——土樣風(fēng)干總含水量，％； w ——要求達(dá)到含水率，%； （3）將擊實(shí)儀放在堅(jiān)實(shí)的地面上，擊實(shí)筒內(nèi)壁和底板涂一薄層凡士林，連接好擊實(shí)筒，與底板，安裝好護(hù)筒，檢查儀器各部件及配套設(shè)備的性能是否正常，并做好記錄。對于3層擊實(shí)的輕型擊實(shí)實(shí)法，每層土料的質(zhì)量為600—800g（其量應(yīng)使擊實(shí)后試樣的高度略高于擊實(shí)筒的1∕3），每層擊打25擊。擊實(shí)后的每層試樣高度應(yīng)大致相等，兩層交接面的土面應(yīng)刨毛。 （5）用修土刀沿護(hù)筒內(nèi)壁削挖后，扭動(dòng)并取下護(hù)筒，測出超高（應(yīng)取多個(gè)測點(diǎn)值平均，），沿?fù)魧?shí)筒頂細(xì)心修平試樣，拆除底板。 （6）用推土器從擊實(shí)筒內(nèi)推出試驗(yàn)，稱量，準(zhǔn)確至1g。一般不重復(fù)使用土樣。 以干密度