关键词： 沥青混合料   紫外辐射   冻融循环   低温性能   抗裂性能   预测模型  

摘要： 西部高寒强紫外辐射地区桥面铺装,由于强紫外辐射与高频冻融循环的耦合作用,表面沥青迅速老化、结构损伤逐步加重,服役性能迅速下降,其使用寿命远低于东部地区同结构同材料的铺装层。研究强紫外辐射与高频冻融循环耦合作用对沥青混合料性能损伤规律,对于预防与减轻环境因素耦合作用所带来的路面损伤与经济损失都具有重要的理论与现实意义。本文从西部高寒强紫外辐射地区气候环境特征着手,开展强紫外辐射与高频冻融循环耦合作用下沥青混合料的低温性能损伤和抗裂性能衰减研究工作。 首先,通过调研西部高寒强紫外辐射地区气候数据,包括气温、日照、辐射、冻融循环等,并基于已有研究,设计了室内模拟紫外辐射试验与冻融循环试验,确定了强紫外辐射与高频冻融循环耦合试验方案,完成了沥青混合料选材与配合比设计。 然后,基于沥青混合料小梁低温弯曲试验多项性能指标与指标对应的损伤变量,多角度分析强紫外辐射与高频冻融循环耦合作用对沥青混合料低温性能的损伤规律。研究结果表明,随着紫外辐射时间与冻融循环次数的增加,沥青混合料的低温性能损失逐渐增加,EA-10具有最佳的抗紫外辐射与冻融循环耦合作用能力,AC-13次之,SMA-13则存在一定不足;弯曲应变能密度变化规律与抗弯拉强度、最大弯拉应变的变化规律一致,相比弯曲劲度模量能更全面地反应沥青混合料低温抗弯拉性能的衰减规律;紫外辐射损伤与冻融循环损伤间存在互相加强的效应,AC-13损伤加深值最大可达13.3%,SMA-13最大可达18.5%,EA-10最大可达5.9%。 最后,基于沥青混合料半圆弯曲断裂试验,通过改变预切缝、开裂模式、试验温度,多角度、多层次地分析了沥青混合料在耦合作用后的性能衰减规律,并采用Verhulst模型建立了混合料抗裂性能预测模型。研究结果表明,底部裂缝对沥青混合料的服役性能有较大的削弱作用;不同试验温度下,耦合作用对沥青混合料低温性能的损伤最大;经过调整的灰色系统Verhulst模型能在沥青混合料低温性能的预测方面起到良好作用;相较单一因素损伤叠加值,耦合作用后沥青混合料的损伤进一步加深加重;紫外辐射造成的沥青变硬变脆、黏附性能下降,冻融循环造成的沥青混合料冻胀损伤、水损以及沥青分子迁移,共同造成耦合作用后混合料损伤加深。基于沥青混合料小梁低温弯曲试验与半圆弯曲断裂试验研究,提出了沥青混合料的耐候改性增强方案与设计流程。 本文对强紫外辐射与高频冻融循环耦合作用后沥青混合料的性能开展了研究,揭示了沥青混合料性能随紫外辐射时间与冻融循环次数的变化规律,探究了裂缝、温度对沥青混合料性能及其变化规律的影响,分析了紫外辐射与冻融循环耦合作用的机理,构建了沥青混合料低温性能的预测模型,提出了沥青混合料抗紫外线辐射和冻融循环耦合作用的强化方案,为极端环境地区沥青路面设计及养护提供了理论基础与支持。

关键词： 裂隙岩体   锁固段   冻胀变形   冻融损伤   边坡稳定性  

摘要： 我国将近60%以上的矿产资源储量分布在西部地区,随着西部资源的进一步开发,反复冻融作用诱发边坡出现滑坡、塌陷等地质灾害,严重威胁矿山生产和人民的生命财产安全。大量边坡坡体中赋存着强度较高且受力集中的岩桥段,其分布、发育程度及所受应力状态控制着边坡的变形,该岩桥段对边坡稳定性起到关键的锁固作用。在我国西部高寒地区的锁固型边坡,受到强烈的冻融循环作用而面临复杂的冻融灾害问题。因此,开展岩桥冻融劣化损伤特性研究,从细观力学角度深入揭示冻融作用下锁固型边坡破坏演化力学机制与滑移特征,是对寒区边坡灾害防控具有重要意义的关键问题和难点问题。本文以新疆备战铁矿工程为背景,采用室内试验、理论分析、相似模型构建及数值模拟等多种方法,深入研究了岩桥冻融损伤机理,探讨了寒区锁固型岩质边坡渐进性破坏机理及防治措施,主要内容如下:(1)通过开展不同长度和张开度的裂隙花岗岩在不同冻结温度下的反复冻胀力及冻胀变形监测试验,获得了冻融过程中冻胀力及冻胀变形演化过程,分析了冻结温度、裂隙几何尺寸对裂隙岩体冻胀损伤特征的影响规律。综合考虑裂隙扩展变形与岩石塑性应变特点,建立了低温裂隙岩体冻胀变形理论模型,得到岩石冻胀变形规律,揭示低温裂隙岩体冻胀损伤机理。(2)通过不同应力路径下的室内力学试验,分析冻融循环条件下岩桥力学性能及破坏机制,得到冻融次数、岩桥倾角及围压对岩体破坏形态的影响规律。对比分析冻融后裂隙试件的声发射参数,提出基于声发射参数的裂隙岩石冻融损伤演化方程。结合细观损伤理论与宏观统计损伤模型方法,构建冻融受荷共同作用下锁固型岩体宏细观损伤模型,揭示循环冻融下不同岩桥角锁固型岩体的细观损伤劣化机制。(3)基于锁固型边坡相似物理试验,采用数字相关技术系统采集边坡相似模型破坏过程中图像演变,研究冻融循环条件下锁固型边坡水平位移场、主应变场的演化特征,归纳了冻融循环与锁固段角度对边坡变形场的影响规律。分析冻融影响下边坡破坏过程中锁固段区域应变特征,获得了锁固型边坡裂纹扩展过程及破坏模式。并基于边坡滑移破坏过程多维信息采集,得到冻融影响下锁固型边坡破坏前兆信息。(4)将裂隙岩体冻胀变形理论模型嵌入PFC,编制FISH程序实现岩体裂隙冻胀扩展速率计算,成功模拟了裂隙冻胀破裂损伤过程,分析了冻胀损伤细观力学场变化。分别用颗粒体模型与节理模型对岩块与节理进行表征,建立锁固型边坡颗粒流模型,从细观力学角度深入分析锁固型边坡渐进性破坏过程中的力学机制,得到边坡锁固段的贯通破坏及滑移特征。基于细观力学参数弱化思想,得到寒区锁固型岩质边坡安全系数变化规律,并提出相应的加固措施。

关键词： 黄土   冻融循环   冻结特性   累积变形   强度特性  

摘要： 季节冻土区温度反复交替变化,路基土体会出现不同程度病害,给寒区工程建设和维护带来较多困难。因此,本文以兰州某路基黄土为研究对象,采用有压冻融试验装置和MTS-810冻土力学试验装置,开展一系列有压冻融循环试验和冻土动三轴试验,探索冻融对黄土路基温度、累积变形、冻胀融沉等的影响规律,及冻融循环对黄土强度特性的影响。以此综合分析实际工程中土体冻融灾害破坏机制及冻结黄土强度变化规律,利用数值软件COMSOL对黄土路基工程案例进行水分场及温度场分析,并与实测数据进行对比分析。具体研究结论如下:（1）有压冻融循环下黄土温度及变形特性。基于可加载冻融循环试验,发现:存在一临界初始含水率ω=20%,使得土体在相同深度位置处温度分布会随初始含水率增大而呈现先降后升的变化趋势;但冻融循环对土体内部温度分布影响略微较小。存在一临界初始含水率ω=20%,使得黄土冻结深度以及冻结速率均随初始含水率增加而呈现先增大后减小的变化趋势。在冻融过程中,黄土累积变形均会随压力增大、冷板温度降低、初始干密度增大及初始含水率增大而增大。不同压力和冷板温度条件下,在冻融过程中土体的冻胀率和融沉率变化曲线均表现出较为明显地三阶段变化:快速变化、缓慢变化、稳定变化;在冻融初期初始干密度的增大,会抑制土体冻胀融沉的发展,但在冻融后期,则表现出加剧土体冻胀融沉的现象;在初始含水率低于ω=16%时,土体在冻结过程中并不会发生冻胀,反而会产生较为明显地融沉效果。通过引入物理变量冻融循环稳定系数K和干密度修正公式,得出土体冻融、融沉与冻融循环次数三者之间的数学关系表达式,发现随冻融发展,土体冻胀与融沉变化量将会逐渐接近相等,但依旧无法避免冻融灾害对基建设施的损害,进一步从机理上揭示冻土区冻融灾害破坏机制。冻融后土体分层含水率沿试样深度方向呈现近似“S”型分布变化。（2）冻融循环下冻结黄土力学性质试验。基于冻结黄土单轴及动三轴试验,发现:冻融循环后,黄土的单轴应力-应变曲线为应变软化型,其单轴抗压强度均出现不同程度的降低,破坏形式以脆性破坏为主。在动三轴试验中,发现经历冻融后,黄土骨干曲线为应变硬化型,且试样破坏时主要以塑性破坏为主;在相同频率条件下黄土破坏时振动次数与冻融次数、冷源温度、初始含水率均呈现负相关变化趋势,但破坏振次却与初始干密度、围压呈正相关变化趋势。在冷源温度T

关键词： 重力坝   溶蚀作用   冻融循环   抗震性能   粘滞阻尼器  

摘要： 我国水工结构数量庞大,且服役年限较长,在长期的工作过程中,水坝发生材料性能劣化不可避免。以混凝土重力坝为例,坝面死水位以下部分常年浸润于库水中,易受溶蚀作用产生性能劣化。在我国寒区,坝面材料力学性能易受冻融循环影响而出现下降。本文同时考虑两者共同作用对水坝材料性能的影响进行了研究。在水坝长期服役过程中,混凝土重力坝的性能劣化往往只停留在坝面,其对结构极限承载能力的影响有限,而在地震荷载的作用下,水坝产生结构破坏后将会严重影响水坝的整体稳定性,造成不可估量的严重后果。本文将混凝土性能劣化与抗震研究相结合,探究混凝土重力坝在溶蚀作用与冻融循环双因素影响下水坝的抗震性能。地震的作用是持续的,在主震作用后,往往伴随若干次余震,其破坏性往往不亚于震级更高的主震。在连续的地震作用中,水坝结构往往会产生一定的损伤而不至于发生倒塌,而在余震作用下,主震即损结构的损伤将会加深,发生破坏的累积效应。粘滞阻尼器是实用性强且在建筑结构中应用广泛的减震措施,但其在混凝土重力坝中的应用较少,若能将其合理布置于混凝土重力坝中,或将有效改善混凝土重力坝的抗震性能。因此,本文对主余震作用下即损寒区混凝土重力坝进行抗震性能研究,并提出了相关解决方案。本文主要研究内容如下:(1)根据寒区混凝土重力坝服役的具体环境因素,充分考虑库水对水下坝面的溶蚀作用与混凝土冻融循环导致的性能劣化。根据已有文献资料确定混凝土力学性能衰减规律,计算得出混凝土性能劣化后各项力学性能参数与本构关系。基于本构模型建立混凝土重力坝塑性损伤模型,进行主震动力响应分析,研究水坝性能劣化前后坝体损伤情况、薄弱位置应力分布情况等。(2)构建若干条主余震序列,在主震的基础上对坝体施加余震,探究水坝在主余震序列作用下水坝塑性损伤、裂缝发展状况、抗震薄弱位置应力分布情况等。提出损伤面积比,分析不同损伤程度部位在主震与余震后的变化情况。通过损伤耗散能,分析混凝土重力坝在主震和主余震序列作用下塑性损伤的累积效应。(3)结合主余震作用下混凝土重力坝的动力响应分析结果,提出粘滞阻尼器-重力坝塑性损伤模型,即在坝体下游折坡处设置一组麦克斯韦粘滞阻尼器用于耗散地震作用产生的能量。通过对比分析设置阻尼器前后水坝在地震作用下的动力响应,分析其塑性损伤发展情况及损伤耗散能,研判其是否能够改善水坝整体抗震性能,为混凝土重力坝抗震性能研究提高参考。

关键词： 玄武岩纤维   冻融循环   活性粉末混凝土   SHPB   力学性能  

摘要： 活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简称RPC)是一种新型水泥基复合材料,具有超高强度、高耐久性等优点,现阶段被多次应用于复杂环境下建筑的结构设计和防护工程中。活性粉末混凝土制备过程中,通常掺入纤维以提高其性能。玄武岩纤维作为一种新型的增强、增韧和环境友好的无机纤维,具有良好的应用前景。因此,本文将抗拉强度高、抗裂耐磨性能好的玄武岩纤维作为改性材料掺入活性粉末混凝土中,并对在冻融循环作用下玄武岩纤维改性活性粉末混凝土(Basalt Fiber Reactive Powder Concrete,简称BFRPC)的力学性能进行研究,主要开展以下几方面研究工作:(1)研究了BFRPC的相对动弹性模量和质量损失随冻融循环次数的变化规律,分析了纤维掺量对活性粉末混凝土抗冻性能的影响。提出了基于相对动弹性模量的冻融损伤演化模型,较精确地描述了BFRPC相对动弹性模量与冻融循环次数的关系,分析了BFRPC微观结构与其力学性能间的关系。(2)探讨了玄武岩纤维掺量和冻融循环次数对冻融循环后BFRPC的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度等准静态力学性能指标的影响规律。研究了BFRPC在冻融循环后单轴受压的应力-应变关系,分析了玄武岩纤维掺量、冻融循环次数等因素对RPC各力学指标的影响机制,并利用多项式和有理分式分别拟合冻融后BFRPC的应力-应变曲线的上升段与下降段,确定了参数的方程曲线与试验结果符合较好。(3)揭示了玄武岩纤维掺量、冻融循环次数、应变率对冻融循环后BFRPC的动态冲击抗压强度、动态强度增长因子、韧性等动态力学性能指标的影响规律,构建了BFRPC动态受压本构模型。采用筛分设备统计了不同粒径颗粒在冲击破碎产物上的质量分布特性,利用分形维数表征了试样的破碎程度,对峰值强度与冲击应变率及分形维数之间的关系进行了分析,并用回归分析方法建立了方程,拟合效果比较理想。

关键词： 超高性能混凝土   湿接缝   粘结性能   抗弯性能   冻融循环  

摘要： 桥梁结构修建过程中,预制构件通常使用湿接缝进行连接。大量工程实践表明,普通强度混凝土(Normal Strength Concrete,NSC)之间的粘结强度较低,导致传统湿接缝界面区域在桥梁运营过程中极易出现裂缝、渗水等病害,对桥梁结构在服役过程中的正常运营产生严重威胁。超高性能混凝土(Ultra high performance concrete,UHPC)作为一种具有超高力学性能和耐久性能的新型水泥基材料,与NSC间具有较好的粘结性能,为改善湿接缝界面区域的病害从根源上提供了解决途径,且目前横向UHPC湿接缝或纵向UHPC湿接缝都将受到弯矩作用,故有必要对其抗弯性能进行深入研究。然而,现有关于UHPC湿接缝抗弯性能的研究基本在自然环境下开展,忽视了 UHPC湿接缝在冻融环境下可能出现的安全隐患,造成部分研究成果缺乏工程价值与意义。为此,本文首先通过未配筋UHPC-NSC试件单轴拉伸试验得到最优钢纤维掺量,随后通过劈裂抗拉试验和四点抗弯试验研究最优钢纤维掺量下的UHPC-NSC界面粘结性能,并探究不同配筋参数下的UHPC-NSC界面粘结性能变化规律。在此基础上,通过四点抗弯试验研究不同界面粗糙度和界面接缝构造下的UHPC-NSC试件在冻融环境下的粘结性能演变规律,明确冻融循环对UHPC-NSC界面粘结性能的劣化机理。最后基于UHPC湿接缝梁四点抗弯试验,揭示不同参数下的UHPC湿接缝梁在冻融环境下的整体抗弯行为变化趋势,并提出适用于冻融环境下的UHPC湿接缝抗弯承载力计算公式,为冻融环境下的UHPC湿接缝应用提供理论支撑和科学数据。论文研究的主要结论包括: (1)未配筋UHPC-NSC试件破坏特征和应力-应变曲线与钢纤维掺量无关。随着钢纤维掺量增加,完整UHPC试件和未配筋UHPC-NSC试件单轴拉伸强度分别呈现出线性增加和先增加、后降低的发展规律,其中UHPC-NSC单轴拉伸强度在钢纤维掺量为2.0%最高。钢纤维掺量为2.0%的UHPC-NSC界面粘结性能优于NSC-NSC界面。钢纤维掺量为2.0%的配筋UHPC-NSC试件破坏模式分为钢筋脱粘破坏和UHPC基体破坏。随着钢筋直径、钢筋锚固长度增加以及当光圆钢筋转变为带肋钢筋时均有助于提高UHPC-NSC单轴拉伸强度,同时限制UHPC-NSC界面裂缝宽度扩展速率。 (2)自然环境下,提高界面粗糙度或设置界面接缝构造有助于提高UHPC-NSC试件粘结抗弯强度和抗弯刚度,并使得破坏面由粘结界面转变到NSC部分。冻融循环作用下,UHPC-NSC试件主要劣化部位为NSC和界面处,其粘结抗弯强度和抗弯刚度出现不同幅度下降。随着界面粗糙度提高,UHPC-NSC试件粘结抗弯强度平均下降速率逐渐降低。经历300次冻融循环后的UHPC-NSC界面抗冻性弱于NSC,而楔形接缝构造界面抗冻性较菱形接缝构造更强。 (3)自然环境下,矩形接缝构造的UHPC湿接缝梁初始裂缝和主裂缝均位于界面处,开裂荷载、极限荷载、裂缝宽度为0.2mm时对应的荷载及位移延性系数均小于NSC完整梁。随着湿接缝宽度增加,UHPC湿接缝梁开裂荷载和极限荷载略有提高。当湿接缝内钢筋长度≥80mm时,能够满足弯矩作用下的UHPC湿接缝受力要求。菱形和楔形接缝构造的UHPC湿接缝梁初始裂缝和主裂缝均位于NSC部分,开裂荷载与裂缝宽度为0.2mm时对应的荷载均高于NSC完整梁,极限荷载与NSC完整梁基本持平。 (4)冻融环境下,NSC完整梁和UHPC湿接缝梁整体抗弯性能出现劣化,UHPC湿接缝梁劣化程度较NSC完整梁更高,开裂荷载、极限荷载、裂缝宽度为0.2mm时对应的荷载及位移延性系数下降幅度高于NSC完整梁,且初始裂缝皆位于界面处。楔形接缝构造的UHPC湿接缝梁抗冻性能良好,破坏主裂缝仍位于NSC部分,同时裂缝宽度为0.2mm时对应的荷载也高于NSC完整梁。 (5)基于传统钢筋混凝土抗弯理论计算公式,通过引入特征参数在冻融环境下的函数关系式与湿接缝界面折减系数,构建适用于冻融环境下的UHPC湿接缝梁抗弯承载力计算公式。

关键词： 冻融循环   硫酸盐渍土   水盐迁移   盐冻融变形  

摘要： 南疆区域气候干燥,地下水矿化度高,属典型内陆干旱荒漠型气候环境,广泛分布的硫酸盐渍土其水盐在季节性温度变化作用下向地表发生迁移积聚,水盐相态因温度变化而发生相变,使硫酸盐渍土发生盐-冻胀变形,对工程结构安全造成重大损害,据此开展冻融循环作用下硫酸盐渍土水盐迁移及变形特性研究。运用水盐温耦合作用冻融循环试验系统,对阿拉尔地区粉砂土人工配制硫酸盐渍土,分别开展封闭系统无水盐补给、开放系统与封闭系统盐渍土补给工况下的冻融循环试验,研究硫酸盐渍土水盐迁移规律及变形特性,分析对比不同工况水盐迁移及变形特性,针对硫酸盐渍土地基工程建设需求提出了阻断水盐迁移、防治盐-冻胀变形的工程措施。相关研究结论如下:(1)基质吸力作为测算水盐迁移的重要参数,研究不同含盐量、含水率、温度对基质吸力的影响。研究表明:低温下基质吸力大于正温时基质吸力,含盐量相同时,含水率对盐渍土基质吸力呈负相关,试验结果显示温度为-20℃时,含盐量8%、含水率1%的盐渍土基质吸力最大,为2600.49k Pa。(2)封闭系统无水盐补给的硫酸盐渍土冻融循环试验研究表明:在冻融循环作用下,硫酸盐渍土中的盐分随水分迁移积聚在表层;土体的变形随含盐量的升高呈先增后减的趋势,随冻融循环次数增加土体的变形呈线性累积。含盐量5%的硫酸盐渍土在第五次冻融循环时变形量最大为8.53mm。封闭系统盐渍土补给的硫酸盐渍土冻融循环试验研究表明:在冻融循环作用下土柱内水盐由高温侧盐渍土区向低温侧非盐渍土区迁移积聚,土柱整体变形受下部补给硫酸盐渍土含盐量变化影响,含盐量1%时变形量最大,为-1.35mm,其余硫酸盐含量下土柱变形在-0.3至-0.25mm之间。(3)开放系统的硫酸盐渍土冻融循环试验研究表明:在低温冻结期水盐迁移量与补给强度最大,且水分迁移受补给液含盐量的影响;土体的变形仅在5%时出现盐-冻胀变形,最大变形量为0.2mm,其余盐溶液补给下沉降值较蒸馏水补给低,硫酸盐溶液补给对土体变形有影响。(4)通过含盐量2%盐渍土封闭系统无水盐补给、封闭系统盐渍土补给与浓度2%盐溶液补给素土对比分析,其变形量分别为1.24mm、0.14mm、0.09mm,即变形按大小排序分别为封闭系统无水盐补给>开放系统>封闭系统盐渍土补给,水盐迁移变化趋势与变形变化一致。

关键词： 细粒硫酸盐渍土   盐冻胀力   盐冻胀变形   水盐迁移   微观结构  

摘要： 盐渍土在失水或者温度降低的情况下会产生盐胀现象,严重影响结构物的正常使用。为研究细粒硫酸盐渍土盐冻胀特性,选取青海乐都公路段二十里铺区沿线硫酸盐渍土作为研究对象,采用自制试验箱,开展室内冻融循环试验,分析冻融循环条件下,不同含盐量盐渍土盐冻胀力、盐冻胀变形特性,并开展盐冻胀机理研究,主要结论归纳如下: (1)细粒硫酸盐渍土盐冻胀力随着含盐量和冻融循环次数的增加而增大,盐冻胀力的增长趋势随着冻融循环次数的增加逐渐降低。当温度低于冻结温度时,非盐胀性盐渍土仅产生冻胀力,且随着冻融循环次数的增加,冻胀力变化较小,说明冻胀具有一定累加性,但累加量不大;具有盐胀性盐渍土,盐胀与冻胀同时存在,产生盐冻胀力。不论含盐量大小,硫酸盐渍土的盐冻胀力表现为明显的累加性,含盐量越大累加性越大。冻结温度以上盐胀占比大于冻胀占比,冻结温度以下冻胀占比逐渐增大,并逐渐大于盐胀占比,温度低于-15℃以后冻胀占比约为100%。在一个冻融循环周期内,按照盐冻胀力中盐胀占比及冻胀占比随温度的变化规律,将盐冻胀力变化分为四个阶段:盐胀阶段、盐冻胀耦合阶段、冻胀阶段、融化阶段,并测得含盐量为1.5%～4.0%的细粒硫酸盐渍土冻结温度在2℃～-5℃内变化,且冻结温度随着含盐量的增加而降低。 (2)土样冻结峰值和残余值随着冻融循环周期的增加而增大,且含盐量越大的土样增长速率越快,冻结峰值与冻融循环次数之间呈线性增大的关系。含盐量越大的试样其峰值增量越大,累加性越大。含盐量越大的盐渍土土样盐冻胀量越大,且随着冻融循环次数的增加而增大。残余盐冻胀力随冻融循环次数增加而增长的趋势与峰值盐冻胀力增长趋势相似。 (3)土样内部的降温速率和温度变化区间均随着土样高度的增加而增大。含盐量不同,土样不同高度处的温度变化也有所不同,但其变化趋势相似。降温过程中,温度变化速率均呈现先急后缓最后趋于平稳的趋势;升温过程中,温度变化速率表现状态与降温过程相似。含盐量相同的土样在不同冻融循环周期的水分迁移规律相似,不同含盐量盐渍土在冻融循环过程中水分产生向冷端迁移的现象。随着含盐量的增加,土样冻结温度降低,冻结速率变缓,土体内部含水率迁移的速率增大。在冻融循环过程中土中的含盐量呈现向上迁移的现象,即向冷端迁移。不同含盐量土样盐分随土样高度的变化趋势相似,部分呈现“S”形分布。含盐量越大的盐渍土盐分迁移量越大,顶部与底部的含盐量差越大。水盐迁移规律对盐冻胀力和盐冻胀量的有影响,温度的变化引起水分的迁移从而带动盐分的迁移,使土样产生膨胀,说明水盐迁移是引起土样力和量变化的主要因素。 (4)对无盐胀性土样进行冻融循环前后的电镜扫描分析,土颗粒间连接较为紧密,颗粒较为均匀主要以结合水连接;冻融循环后土样粉状颗粒较多,并填充土颗粒间的孔隙。具有盐胀性盐渍土土颗粒间结构连接方式以结合水与易溶盐连接为主,土颗粒大小分布不均匀,同时土颗粒表面存在少量未充分溶解的盐结晶。冻融循环前土颗粒主要呈现圆粒状,存在极少量片状结构,呈骨架状结构,颗粒间连接方式主要为胶结接触,表面存在盐结晶。土样含盐量逐渐增大时,明显看出土体中的孔隙数量增加,大孔隙和小孔隙交叉分布在土样内部。具有有盐胀性盐渍土冻融循环后,土体结构逐渐疏松,孔隙数量及大小均有所增加,架空结构增多且分布不均。在冻融循环过程中土样自土层底部到顶部的热量损失逐渐增加,温度变化梯度逐渐变小,产生的冰结晶与盐结晶逐渐减少,产生的膨胀量逐渐减小。表现为盐胀性的土样自土层底部到顶部的土颗粒孔隙数量和大孔隙数量增加且分布不均匀。