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https://link.springer.com/article/10.1007/s11440-024-02359-z

*论文版权归原作者和出书方所有，，，，，
，本文仅为学习交流。
。。。

以下是对这项效果的简要先容：

非饱和土的冻胀应变特征与饱和土保存显著差别。
。。。除常见的冻胀征象外，，，，，
，非饱和土还可能爆发冻缩，，，，，
，进而导致地表不匀称变形和土性劣化。
。。。；；饰τ胨 - 冰相变是影响土体冻胀应变特征的要害因素。
。。。

本研究针对差别初始基质吸力的粉质黏土试样，，，，，
，探讨其在差别温度条件下的冻胀应变特征及内在机理。
。。。研究历程中，，，，，
，建设了土体温度与基质吸力之间的数学关系，，，，，
，可据此展望基质吸力的转变趋势；；；同时，，，，，
，连系低、高初始基质吸力冻结试样的细观结构，，，，，
，剖析了差别冻胀应变特征的内在作用机制。
。。。

研究效果批注：初始基质吸力较低且在较低负温下冻结的试样易爆发冻胀。
。。。当水 - 冰相变引起的土体体积膨胀量凌驾基质吸力增大所导致的体积缩短量时，，，，，
，土体爆发冻胀；；；反之，，，，，
，则爆发冻缩。
。。。差别初始基质吸力试样中的孔隙冰形态保存差别，，，，，
，这一差别反应了土体内部水 - 冰相变的水平。
。。。

别的，，，，，
，研究接纳皮尔逊相关系数法，，，，，
，建设了适用于非饱和冻结粉质黏土的轴向冻胀应变履历模子，，，，，
，并通过试验数据验证了该模子的有用性。
。。。

GDS冻土动三轴ELDYN

GDS标准型动态三轴试验系统 (ELDYN)是一种基于带电机驱动器的轴向刚性加载架的三轴系统。
。。。ELDYN的加热和冷却规模-30°C 到 +100°C可。
。。。，，，，
，试样尺寸最大到150mm。
。。。（更多温控ELDY信息请点击这里审查）

Fig. 1 The sampling sites

Fig. 2 Properties of the lean clay obtained by drilling

Fig. 3 The sample preparation procedure

Fig. 4 The Y'TZ-C freezing-thawing test machine and dial indicators

Fig. 5 Freezing strain test procedure
(Note: In the step cooling mode, the same sample is cooled to -10?°C after completing the test at -5?°C, and then cooled to -15?°C for further test after completing the test at -10?°C; in the direct cooling mode, different samples are direct-cooled to -5?°C, -10?°C or -15?°C)

Fig. 6 Variation of freezing strains with initial matric suction: a Direct cooling and b step cooling modes

Fig. 7 Variation of freezing strains with temperature: a Direct cooling and b step cooling modes

Fig. 8 Variation of water content of the samples with initial matric suction of 400 kPa before and after the freezing process: a Test results and b schematic

Fig. 9 Variation of unfrozen water content in samples with different initial matric suction during the freezing and thawing process

Fig. 10 The power function fitting model of SFCC

Fig. 11 Variaton of axial strain with unfrozen water content of samples with different initial matric suction

Fig. 12 Volume water content in samples with different initial matric suction and experienced different negative temperatures: a Volume unfrozen water content and b volume frozen water content

Fig. 13 The SWCC of the lean clay sample

Fig. 14 Variation of matric suction of samples frozen under different negative temperatures

Fig. 15 Variation of axial strain with matric suction  of samples frozen under different temperatures

Fig. 16 Variation of matric suction and frozen water content of samples with initial matric suction under different negative temperatures

Fig. 17 Mcsoscopic structure and freezing strain mechanism of samples with low(57 kPa) and high (400 kPa) initial matric suctions when step-cooling to -15°C

Fig. 18 Comparison between predicted and measured results

本研究在差别初始基质吸力及冻结温度条件下，，，，，
，对非饱和土的冻结应变特征举行了探讨，，，，，
，并从未冻水含量、基质吸力转变及细观结构角度阐释了土体冻胀与冻缩的内在机制，，，，，
，主要结论如下：

1. 土体冻结应变特征由冰水相变引起的体积膨胀与基质吸力增大引起的体积缩短配合决议。
   。。。

2. 在初始基质吸力恒定条件下，，，，，
   ，土体冰水相变水平随未冻水含量增添而降低，，，，，
   ，导致体积膨胀减。
   。。。；；较高的初始基质吸力及较低的冻结温度会促使基质吸力增大，，，，，
   ，从而引起试样体积缩短。
   。。。

3. 低初始基质吸力条件下，，，，，
   ，冰水相变显著，，，，，
   ，冰体呈条带状及片状；；；高初始基质吸力条件下，，，，，
   ，冰水相变水平低，，，，，
   ，冰体主要体现为晶体状。
   。。。冰体形态可作为土体冰水相变水平的直接指示。
   。。。

4. 通过相关剖析发明，，，，，
   ，初始基质吸力与冻结温度配合决议土体冻结应变特征；；；所建设的履历模子可有用反应非饱和贫黏土轴向冻结应变随初始基质吸力及冻结温度的转变。
   。。。

受仪器限制，，，，，
，尚未在更高初始基质吸力及更低冻结温度条件下对非饱和土试样冻结应变举行考察。
。。。后续研究可扩展试验参数规模及数据集，，，，，
，进一步探讨试样冻结应变特征及其内在机制，，，，，
，并据此对履历模子举行完善。
。。。