封闭和开放的单向冻结条件下饱和砂岩冻胀变形对比试验研究

为了研究实际工程中寒区隧道围岩的冻胀变形规律,分别进行了封闭和开放的单向冻结条件下饱和砂岩冻胀变形的对比试验,研究饱和砂岩在不同环境工况下冻胀变形的规律并加以对比分析。试验表明:饱和砂岩在封闭和开放的单向冻结条件下呈现不均匀冻胀特性,两组试验的冻胀应变变化过程相同,但在各个温度梯度的封闭条件下冻胀速率和冻胀应变值略大于开放条件下冻胀速率和冻胀应变值;在相同温度梯度下发现开放条件的不均匀冻胀系数略小于封闭条件,但随温度梯度增长速率大于封闭条件;两组试验温度场变化都分为快速下降、缓慢下降、稳定3个阶段;试件冻结方向总变形具有3个阶段特征,前两个阶段两组试验类似,为冷缩和缓慢增长阶段,呈第三阶段开放条件下为快速增长阶段,呈线性增长趋势,封闭条件下进入稳定阶段,变形量趋于稳定;封闭条件下试件产生原位冻胀,开放条件下试件先产生原位冻胀,后由于外界水分的补充产生分凝冻胀。