基于超声波的冻土物理力学性质试验研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 孟庆洲 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2008-05-10 |
| 授予单位 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
| 授予地点 | 寒区旱区环境与工程研究所 |
| 导师 | 李东庆 |
| 关键词 | 超声波波速 冻土 温度 含水量 物理性质 动弹性力学参数 |
| 学位专业 | 岩土工程 |
| 中文摘要 | 具有负温且含有冰的各类土（岩）均称之为冻土。地球上多年冻土、季节冻土和瞬时冻土区的面积约占陆地面积的70％，其中多年冻土面积占陆地面积的 20％［1］。我国是世界上第三大冻土国，多年冻土面积约为2.15×106km2，占世界多年冻土的10％，占我国国土面积的22.3％［2］。冻土作为一种特殊的岩土材料，其物理和力学性质很大程度上取决于冻土的温度状况及含水量大小。近年来，随着寒区开发的不断加快，对不同条件下冻土物理力学性质的研究逐渐受到重视；另一方面，冻结法施工等工程操作要求在较短的时间里对冻结壁的强度做出判断，这就需要一种方便快捷的方法对冻土的物理力学性质做出评估。由弹性力学可知，超声波在介质中的传播速度取决于介质的物性，因此我们有可能通过超声波在介质中的传播速度来推算介质的物理力学性质。本文利用国产RSM－SY5型声波仪对不同条件下冻土的物理力学性质做出判断。并尝试归纳波速与冻土物理力学参数之间的关系。主要结论如下： （1） 冻土温度对超声波波速的影响较大。一般来讲，当温度在-10℃以上时，波速随着温度的降低而升高，当温度低于-10℃时，波速基本保持稳定。 （2） 含水量是影响冻土物理性质的重要因素之一。对于冻结砂土和冻结粉质粘土，当温度相同时，超声波在其中的传播速度随着含水量的升高而升高，而对于冻结粘土，波速随含水量的增加呈现先增大后减小的趋势。 （3） 温度对冻土的动弹性力学性质有很大的影响。无论是冻结粘土、冻结粉质粘土还是冻结砂土，其动弹性模量和动剪切模量都随着温度的降低而升高。当温度低于-10℃时，随着温度的降低，动弹性模量和动剪切模量的增长率变小。 （4） 含水量也是影响冻土动弹性力学性质的重要因素之一。在试验范围内，对于非饱和的冻结砂土，在同一负温下，其动弹性模量和动剪切模量随着含水量的增加呈线性增大。当含水量低于20％时，冻结粉质粘土的动弹性模量和动剪切模量随着含水量的增加呈线性增加，当含水量高于20％时，其动弹性模量和动剪切模量的增长率变缓。然而对于冻结粘土，其动弹性模量和动剪切模量却随着含水量的增加呈现出先增大后减小的变化趋势。 （5） 冻土的泊松比是冻土力学研究中的重要力学参数，本试验利用超声波仪器，通过超声波在冻土中的传播规律，得出了不同条件下冻土的泊松比。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-08-22 |
| 页码 | 71 |
| 源URL | [http://ir.casnw.net/handle/362004/21803]  |
| 专题 | 寒区旱区环境与工程研究所_研究生学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 孟庆洲. 基于超声波的冻土物理力学性质试验研究[D]. 寒区旱区环境与工程研究所. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：寒区旱区环境与工程研究所
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