融土

凍土自開始融化到已有應力下達到固結穩定為止，這一過渡狀態的土體被稱作融土。融土微觀結構與融沉關係的研究和以微觀結構特徵來表征巨觀融沉的特性是未來凍融土微觀結構的研究方向。

基本介紹

• 中文名：融土
• 外文名：melted soil
• 漢語拼音：rong tu
• 來源：凍土融沉
• 研究方向：微觀結構、融沉關係
• 學科：工程地質學、土質學與土力學

融土特性

物理特性

孔隙特性：凍融作用降低鬆散土體的孔隙比，增加密實土體的孔隙比，經多次凍融循環后土體的乾容重趨於某一定值，即孔隙特徵趨於穩定，且這一定值與土體的初始乾容重無關，而與土體的種類有關。

滲透性：凍融循環作用使得土的結構變化，經常導致滲透率變化幾個數量級。研究發現已融黏土的滲透係數比同樣成分的原狀土要大3～10 倍。試驗研究證明，這種現象是由於在凍融過程中土體中的細顆粒增多，土體中產生縱向裂隙所致。

力學特性

強度特性：在溫度荷載作用下原狀土受到擾動，其力學性能發生變化，主要表現為黏聚力和摩擦角的變化。原狀土及不同解凍條件下的融土固結排水剪下試驗發現凍融後，黏聚力降低，內摩擦角增大，且融化溫度對融土的強度影響很小。在不同凍結溫度和融化溫度、不同凍融循環次數、開放和封閉體系條件下對凍融飽和原狀粉黏土試樣進行了不固結、不排水剪下試驗也得到了以上結論，並且發現隨著凍融循環次數的增加，5～7 次凍結循環後黏聚力和內摩擦角逐漸趨於穩定。

壓縮特性：凍融作用下土體的孔隙特徵發生變化，從而壓縮特性也將發生變化。研究發現凍融后土體的壓縮性增大，土體發生軟化。同一凍結條件下( 冷端溫度-10℃) 初始乾重度對凍融前后土的力學性質有一定的影響。

凍融作用對土體的物理力學特性產生了明顯影響，主要從其基本的物理力學指標進行著手，但涉及的土質較少，尤其缺少對河相和海相軟土的研究。

融土微觀結構

通過對粉質黏土凍融後微觀結構特徵的研究發現，土樣經過一個凍融循環後礦物成分並無明顯變化; 內部的孔隙大小發生了變化，土樣凍融後比表面積、孔隙率較凍前增大。以上海原狀和凍融後的暗綠色粉質黏土為研究對象，結合該土體凍結前後的微結構電鏡掃描圖片，對比分析土體凍融後動力特性變化的微觀機理，表明土體強度削弱來自凍結時水分膨脹對土體微觀結構的破壞。以上海第四層淤泥質黏土為研究對象，研究土體凍結溫度對孔徑、孔隙形狀、定向性、面孔隙度和面孔隙比變化的影響。通過補水條件下的凍融循環試驗，對不同凍融循環次數的壓實黃土進行定量分析，發現隨著凍融循環次數的增加，土樣內部冰晶的生長及冷生結構的形成導致土樣中孔隙體積增加，土顆粒受到擠壓並形成新的土骨架結構，證實了凍融對黃土結構的削弱作用。隨著凍融循環次數的增加，土孔隙排列向均勻化發展，圓形度呈上升趨勢。