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第1章 冻土的基本物理性质和分类1

1.1 冻土的形成与特点1

1.1.1 冻土的形成与分布1

1.1.2 冻土工程性质的特殊性4

1.2 冻土的物质组成4

1.2.1 冻土中的固体颗粒5

1.2.2 冻土中的冰6

1.2.3 冻土中的未冻水7

1.2.4 冻土中的气体12

1.3 土中水的形态和能态12

1.3.1 土中水的形态12

1.3.2 土中水的能态14

1.4 冻土的基本物理指标18

1.4.1 冻土的四相草图18

1.4.2 确定四相量比例关系的物理性质指标18

1.4.3 冻土热物理性质指标22

1.4.4 冻土物质交换指标26

1.5 冻土的工程分类28

1.5.1 冻土的工程分类依据29

1.5.2 冻土的分类方法29

参考文献38

第2章 土的冻结与融化39

2.1 土冻结与融化问题研究的工程意义39

2.2 土的冻结与冻胀41

2.2.1 土冻结过程中的水分迁移41

2.2.2 土中水冻结时的成冰作用与冷生构造46

2.2.3 土的冻胀及冻胀力52

2.3 冻土的融化固结62

2.3.1 冻土的融化固结特征62

2.3.2 影响冻土融化固结的主要因素64

2.3.3 冻土融沉预报的经验方法66

2.3.4 冻土的融化固结理论68

2.4 冻融作用对土工程性质的影响89

2.4.1 冻融作用引起的土物理性质的变化89

2.4.2 冻融作用引起土的力学性质的变化91

参考文献93

第3章 冻土的强度96

3.1 概述96

3.1.1 冻土强度的本质96

3.1.2 冻土强度与冰胶结作用的研究97

3.1.3 冻土强度的研究方法97

3.2 冻土的单轴压缩强度98

3.2.1 冻土的单轴压缩应力-应变关系98

3.2.2 冻土的单轴抗压强度及其影响因素102

3.2.3 原状与重塑冻土单轴抗压强度比较111

3.3 冻土的三轴压缩强度115

3.3.1 冻土三轴压缩应力-应变关系115

3.3.2 冻土的三轴压缩强度119

3.3.3 冻土的强度准则122

3.4 冻土的抗拉强度131

3.4.1 室内研究方法131

3.4.2 应力应变曲线及破坏形式132

3.4.3 冻土的极限抗拉强度133

3.4.4 冻土的拉伸破坏应变137

3.5 冻土破坏过程中的细微观机理研究138

3.5.1 冻土单轴压缩过程中微裂纹的形貌和发展过程138

3.5.2 冻土破坏的CT损伤研究141

3.6 土的冻结强度145

3.6.1 冻结强度的特点145

3.6.2 影响冻结强度的主要因素145

3.6.3 冻结强度诺模图的编制与实用条件149

3.7 冻土的地基承载力151

3.7.1 冻土区地基承载力计算的特点151

3.7.2 冻土地基承载力的确定方法152

参考文献155

第4章 冻土的流变性158

4.1 冻土的流变机理158

4.1.1 冻土的结构性联结158

4.1.2 冻土微观水平上的变形159

4.1.3 冻土结构缺陷的形成和发展160

4.2 冻土的蠕变及试验方法160

4.2.1 冻土的蠕变性160

4.2.2 蠕变试验及加载方式163

4.3 影响冻土蠕变的主要因素165

4.3.1 含水（冰）量的影响165

4.3.2 含盐量（盐渍度）的影响167

4.3.3 温度的影响169

4.4 冻土蠕变理论与冻土长期变形171

4.4.1 冻土蠕变的规律性171

4.4.2 冻土的蠕变方程173

4.5 梯级变应力过程中冻土蠕变特征及蠕变模型研究177

4.5.1 梯级变应力过程中冻土蠕变特征177

4.5.2 梯级变应力过程中冻土蠕变的破坏性质179

4.5.3 变应力过程中的归一化模型181

4.6 冻土的应力松弛183

4.6.1 冻土的应力松弛特性183

4.6.2 试验初始条件对冻土松弛特性的影响185

4.6.3 冻土松弛时间的确定方法187

4.7 冻土的长期强度188

4.7.1 耐久性和长期强度的概念188

4.7.2 冻土的长期破坏标准190

4.7.3 冻土长期强度的试验方法191

4.7.4 冻土长期破坏准则194

4.7.5 冻土长期强度的确定方法197

4.7.6 变应力过程中冻土长期强度探讨201

参考文献202

第5章 冻土的动力学特征204

5.1 概述204

5.2 冻土的动应力-动应变关系206

5.2.1 冻土的动应力-动应变特点206

5.2.2 H-D计算模型211

5.3 冻土的动力学参数214

5.3.1 冻土动弹性模量及其影响因素215

5.3.2 冻土的阻尼比及其影响因素221

5.4 冻土的动强度225

5.4.1 基于土动力学的冻土动强度研究（第一种研究方法）225

5.4.2 基于冻土静强度的冻土动强度研究（第二种研究方法）229

5.5 冻土的动蠕变特征233

5.5.1 概述233

5.5.2 冻土的动、静蠕变对比235

5.5.3 冻土的动蠕变破坏特征237

5.5.4 冻土的动蠕变模型239

5.5.5 冻土的动长期强度241

5.6 结语242

参考文献243

第6章 特殊冻土力学性质研究245

6.1 深土冻土力学性质研究245

6.1.1 深土冻土力学室内试验方法探讨245

6.1.2 深土冻土的应力-应变关系研究247

6.1.3 深土冻土的破坏强度分析254

6.1.4 小应变范围内深土冻土的力学行为259

6.1.5 深土冻土力学研究所面临的主要问题263

6.2 高温高含冰量冻土的强度问题265

6.2.1 高温高含冰量冻土的应力应变曲线特征及其影响因素265

6.2.2 高温高含冰量冻土的强度268

6.2.3 概率统计方法在高温高含冰量冻土研究中的应用275

6.2.4 未来研究设想278

参考文献279

第7章 冻土力学在寒区工程中的应用281

7.1 寒区工程建设的特殊性281

7.2 寒区工程地基设计原则及冻害防治措施282

7.2.1 多年冻土区地基设计原则及冻害防治措施282

7.2.2 季节冻土区地基设计原则及防冻害措施285

7.3 冻土与基础的相互作用286

7.3.1 正冻土地基与基础的相互作用287

7.3.2 正融土地基与基础的相互作用288

7.3.3 已冻土地基与基础的相互作用290

7.4 寒区工程稳定性分析291

7.4.1 房建工程292

7.4.2 桩基工程298

7.4.3 挡土墙302

7.4.4 路基工程305

7.4.5 隧道工程308

7.4.6 涵洞工程311

7.4.7 管道工程315

7.4.8 渠道工程318

参考文献322

第8章 人工地层冻结工程325

8.1 人工地层冻结技术的概念及应用前提325

8.2 冻结壁的形成过程及结构形式326

8.2.1 冻结壁的形成326

8.2.2 冻结壁的结构形式327

8.3 冻结温度场计算327

8.4 冻结壁设计328

8.4.1 冻结壁厚度确定方法328

8.4.2 冻结孔布置330

8.4.3 冻结时间确定331

8.4.4 冷冻站制冷能力计算331

8.4.5 冻结管受力分析331

8.4.6 冻结壁承载能力分析332

8.4.7 冻结壁与井壁之间的相互作用333

参考文献335

第9章 冻土力学试验方法336

9.1 冻结过程试验336

9.1.1 样品制备336

9.1.2 主要试验仪器设备336

9.1.3 试验步骤339

9.1.4 试验结果表示339

9.2 融化过程试验340

9.2.1 概述340

9.2.2 样品制备340

9.2.3 主要试验仪器设备340

9.2.4 试验步骤341

9.2.5 试验结果表示342

9.3 冻融循环试验343

9.3.1 概述343

9.3.2 样品制备343

9.3.3 主要试验仪器设备343

9.3.4 试验步骤343

9.3.5 试验结果表示345

9.4 三轴压缩试验345

9.4.1 概述345

9.4.2 样品制备345

9.4.3 主要试验仪器设备345

9.4.4 试验步骤347

9.4.5 试验结果表示348

9.5 单轴压缩试验350

9.5.1 概述350

9.5.2 样品制备350

9.5.3 主要试验仪器设备350

9.5.4 试验步骤351

9.5.5 试验结果表示352

9.6 深土冻土三轴压缩试验352

9.6.1 概述352

9.6.2 仪器设备352

9.6.3 样品制备353

9.6.4 试验步骤354

9.6.5 试验结果表示354

9.7 高温高含冰量冻土力学试验354

9.7.1 概述354

9.7.2 样品制备354

9.7.3 主要试验仪器设备356

9.7.4 操作步骤356

9.7.5 高温高含冰量冻土力学试验注意事项357

9.8 冻土的动三轴和动单轴试验357

9.8.1 概述357

9.8.2 样品制备358

9.8.3 主要试验仪器设备358

9.8.4 试验步骤358

9.8.5 试验结果表示358

参考文献358

附录 常用专业词汇汉英对照359