冻土超声波波速与冻土物理力学性质试验研究

超声波在介质中的传播速度反映了介质的物理力学性质．运用UVM-2型声速测定仪，测定不同密度的冻结砂土、冻结黄土和冻结粘土在不同温度下的超声波波速(纵波波速和横波波速)。对比分析不同土质的冻土，在温度和密度变化时超声波波速的变化，得出以下结论：土质颗粒的大小及组成成分在土冻结且在温度继续下降的过程中，通过影响结合水含量的变化而影响未冻水含量的变化．从而进一步影响冻土中的超声波传播速度．所以，可以在超声波波速与温度变化和未冻水含量与温度变化的基础上，建立超声波波速与未冻水含量的关系，通过测定超声波波速来量测冻土未冻水含量．密度的变化也影响着冻土纵、横波波速的变化，且冻结黄土的波速受密度变化影响较大，而冻结粘土则较小。冻土土质类型不同．透过它们的纵波波速和横波波速的变化范围也不同，可以通过对比表示压缩和剪切相对幅值的纵横波速比比值，来判定此冻土的土质类型，一般冻结粘土为1．07，冻结黄土为2．15，冻结砂土为0．7。根据弹性理论，泊松比与波速比有关，所以可以直接测量冻土的波速比研究冻土的强度及变形性能．     

冻土Ⅰ-Ⅱ型复合断裂准则的试验研究

采用四点弯曲试件,参照有关的测试方法,测定了几种不同含水量及不同温度下的冻土Ⅰ-Ⅱ型复合断裂的ＫⅠ和ＫⅡ,并绘制了相应的ＫⅠ／ＫⅠＣＫⅡ／ＫⅠＣ曲线,给出了曲线的表达式,对冻土的Ⅰ-Ⅱ型复合断裂准则进行了讨论,并给出了建议。     

冻土断裂韧度测试的理论与方法

在讨论冻土脆性破坏特征的基础上,分析了线弹性适用条件及平面应变断裂韧度测试对试样尺寸的要求。在测试方法上,详细说明了试样的制备,条件载荷值Pq的确定以及实验过程的一些细节问题。最后就冻结黄土KⅠc(Kq)测试结果,分析了KⅠc(Kq)与温度、含水量及加载速率的关系     

冻土测试用1-3、2-2复合宽带超声换能器及其系统

本文研制成功一种冻土测试用５００ｋＨｚ纵波、横波１－３、２－２复合宽带换能器。其灵敏度高、频带宽,声阻抗低,很适于冻土力学特性测试。文中介绍了换能器的结构及相应测试系统特性,并仅１０ｐｓ的延时时间和在零度以下气温的条件下,料测了多种水量冻结兰州黄土试块的纵、横波声速。     

冻结粉质黏土声学特性与物理力学性质试验研究

为分析冻结粉质黏土的声波参数与其物理力学性质之间的关系,进行冻结粉质黏土的超声波测试,同时测定了其在不同温度下的抗拉、抗压强度。基于试验分析温度、含水率和干密度等对冻土波速的影响以及波速与强度的关系。结果表明:土样在-1℃~-7℃范围内,波速变化尤为剧烈;存在一个临界含水率16.03%,使波速随含水率的增加呈先增加后减少的趋势;在含水率相同的情况下,波速随干密度的增加呈线性增加;通过波速计算得到冻结粉质黏土的3个动弹性力学参数,并分析这些参数随温度的变化趋势;冻土声波波速与强度呈现出良好的相关性,冻土的强度越大,声波波速越高。因此,可利用声波测试技术对冻土进行无损检测,为冻土强度的预测奠定基础。     

冻结黄土抗拉强度与应变率和温度的关系

饱和冻结黄土的抗拉强度与多种因素有关，其中应变率和温度是最主要的因素。本文在试验基础上，得到冻结黄土拉伸时的应力-应变关系曲线，进而分析了极限抗拉强度随应变率和温度变化的响应规律，并对上述响应规律给出了相应的拟会公式。