第七届青年地学论坛

我国众多的交通干线都要经过大面积的冻土，其中大部分含有冻土-岩石混合物，又称为冻结土石混合体(FSRM)。为了更好地理解岩土和环境工程的力学行为和破坏机制，有必要了解FSRM的应力应变特征和破坏模式。本研究着重于研究单轴抗压强度(UCS)、杨氏模量和加载条件下的完整应力-应变曲线的峰后破坏行为。在考虑不同冻结温度(-5、-10、-20、-30和-40°C)、初始含水量(15.0、25.0和30.0%)和体积含石量(0、30、40、50和100%)的影响下，对250多个FSRM试件进行了UCS评价。FSRM的应力-应变曲线具有6个不同的应力水平和变形阶段，不同于正常状态下的岩土体。其中，从体积压缩到体积膨胀的拐点出现在峰后，此时表面裂纹开始萌生。冰晶提供了FSRM的延展性，并最大限度地提高了其承载能力，以防止FSRM表面过早开裂。块石阻碍了裂纹的线性扩展。用于UCS评价的FSRM的失效模式可以分为四种类型。影响单轴抗压强度的主要因素是冰晶和土颗粒混合料的强度以及块体间的摩擦强度和咬合强度。值得注意的是，从实验结果来看，FSRM的逐渐融化可能在夏季和秋季造成活动层底部最大的变形。因此，了解FSRM的强度特征、变形阶段和破坏模式对多年冻土区的工程设计和应用具有重要意义。

冻结土石混合体；冻土；声发射；波速；单轴抗压强度