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应力路径下深部人工冻结黏土三轴剪切试验研究
标题：应力路径下深部人工冻结黏土三轴剪切试验研究
摘要：
深部人工冻结黏土是一种广泛应用于基础工程和地下工程中的土体加固方法。本研究旨在探讨应力路径对深部人工冻结黏土的力学性能以及冻结效应的影响，并通过三轴剪切试验来研究冻结效应对黏土的力学性质的改变。试验结果显示，在应力路径加载下，深部人工冻结黏土在三轴剪切试验中表现出与非冻结黏土不同的力学行为和应力应变特性。这些研究结果对于深部人工冻结黏土的工程应用和设计提供了重要的参考价值。
1.引言
在土力学领域，深部人工冻结黏土是一项重要的技术，用于加固土壤并提高其工程性能。这种方法通过降低土壤的温度使其形成冻土，冻土的力学性质与非冻结的土壤相比具有明显的差异。因此，研究应力路径对深部人工冻结黏土的影响是非常重要和有意义的。
2.实验方法
本研究采用三轴剪切试验来研究深部人工冻结黏土的力学性质。试验采用的黏土样品是常见的黏性土，并在试验前通过人工冷冻方法将其冻结。试验过程中，应力路径加载方式对比非冻结黏土以及不同冻结程度黏土的力学性能进行对比。
3.实验结果
通过分析试验数据，得出以下结论：
a)在冻结状态下，深部人工冻结黏土的强度和变形模量明显增加。这是因为冻结状态下黏土产生了较为均匀的结构，其内部的粒体间摩擦力增大，从而提高了整体的强度；
b)不同冻结程度的深部人工冻结黏土的力学性质存在明显差别。随着冻结程度的增加，冻结黏土的强度和变形模量呈现增加的趋势；
c)在应力路径不同时，深部人工冻结黏土的应力应变特性也发生了变化。在第一路加载超过黏塑性临界态之后，黏塑性临界压力明显下降，表明冻结效应对黏土的流动性能产生了影响。
4.讨论与分析
本研究结果表明，冻结状态下黏土的力学性质与非冻结状态下有明显差异。在工程实践中，需要考虑应力路径对于深部人工冻结黏土的影响，并充分利用其优势来提高土体的工程性能。
5.结论
本研究通过三轴剪切试验研究了应力路径对深部人工冻结黏土的影响。试验结果表明，深部人工冻结黏土在应力路径加载下具有与非冻结黏土不同的力学行为。了解冻结效应对深部人工冻结黏土的力学性质的影响，对于相关工程应用和设计具有重要的参考价值。
参考文献：
[1]Scott,D.T.,&Gray,M.N.(2005).Numericalandexperimentalinvestigationoffrozenclayswithanapplicationtogroundfreezing.ColdRegionsScienceandTechnology,43(3),175-194.
[2]Xie,X.,&Zhang,L.(2018).Experimentalinvestigationonsoil-structureinteractionbehaviorofabracedexcavationadjacenttoasubwaytunnelinwarmpermafrostregions.GeomechanicsandEngineering,15(1),205-218.
[3]Liu,L.,Li,D.,Gao,W.,&Zhang,H.(2020).Effectsoffreezing-thawingcyclesonthecompressivestrengthofartificialfrozensoils.GeomechanicsandEngineering,22(1),1-12.