水利水电技术第47卷2016年第2期细粒含量对垫层料冻胀性的影响袁俊平一,丁鹏一,蔺彦玲一,韩春雷一,王强林’(I.河海大学岩土工程科学研究所,江苏南京210098;2.河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京210098)摘要:基于对寒冷地区面板堆石坝垫层冻胀变形大小进行研究,以细粒含量为研究重点,利用自制的试验装置,进行了系列室内冻胀试验,研究了不同细粒含量、相对密度对垫层料冻胀变形的影响规律。试验发现:细粒含量较小时,试样冻胀率随相对密度增大而增大;而细粒含量较大时,试样冻胀率随相对密度的增大先增加后减小。对基于孔隙模型试验结果的分析表明:垫层料冻胀率随表观孔隙数量n的变化呈现先增大后减小的规律,即存在一个临界值n,当表观孔隙数量n超过该临界值时,垫层料冻胀率随表观孔隙数量凡的增大反而减小。提出了有效孔隙数量凡的概念和计算办法,分析试验结果显示,垫层料冻胀率随有效孔隙数量n呈单调变化趋势。关键词:垫层料;冻胀变形;细粒含量;孔隙分布doi:10.13928/j.cnki.wrahe.2016.02.006中图分类号:TV641.43文献标识码:B文章编号:1000—0860(2016)02-0027—06Impactoffineparticlecontentonfrost-heaveofcushionmaterialYUANJunping一,DINGPeng一,LINYanling一,HANChunlei一,WANGQianglin,(1.GeotechnicalResearchInstitute,HohaiUniversity,Naming210098,Jiangsu,China;2.KeyLaboratoryofMinistryofEducationforGeomechanicsandEmbankmentEngineering,HohaiUniversity,Naming210098,Jiangsu,China)Abstract:Basedonthestudyofthefrost—heavingdeformationdegreeofthecushionforconcretefacerockfilldamincoldre,on,seriesfrost—heavingexperimentinlaboratoryismadewiththeself-madeapparatusbytakenthefineparticlecontentasthestudyfocus,andthenthelawoftheimpactsfromvariousfineparticlecontentsandrelativedensitiesonthefrost—heavingdeformationofthecushionmaterialsarestudiedherein.Thestudyfindsoutthatthefrost-heavingratioincreasesalongwiththeincreaseoftherelativedensity,whenfineparticlecontentisrelativelylow;meanwhile,thefrost—heavingratioincreasesatfirstandthendecrea—sesalongwiththeincreaseoftherelativedensityforthehigherfineparticlecontent.Theanalysisbasedonporedistributionmod—eltestshowsthatthechangeofthefrost-heavingratiopresentsalawofincreasingfirstlyanddecreasinglateralongwiththechangeoftheapparentporeamountn.i.e.acriticalvaluenisthere,whentheapparentporeamountisbeyondthiscriticalvalue,thefrost—heavingratioofthecushionmaterialscontrarilydecreasesalongwiththeincreaseoftheapparentporeamountn.Therefore,theconceptoftheefectiveporeamountnanditsderivingmethodareputforward.Theanalysisandexperimentresultshowthatthefrost—heavingratioofthecushionmaterialschangesmonotonicallywiththeofefectiveporeamountn.Keywords:cushionmaterials;frost—heavingdeformation;fineparticlecontent;poredistribution1研究背景混凝土面板堆石坝的面板下设有垫层区,由砂和砾石颗粒料组成,该区不仅为面板提供均匀密实、高抗剪、低压缩的良好支撑体,同时又是坝体的第二道防渗线,一旦面板局部防渗失效,垫层将发挥WaterResourcesandHydropowerEngineeringVo1.47No,2作用,减小漏水量并保证坝体安全。然而在寒冷地区收稿日期:基金项目:作者简介:2015..03..12中央高校基本科研业务费专项资金(20141104914);国家自然科学基金(51378008)。袁俊平(1975一),男,副教授,博士。袁俊平,等∥细粒含量对垫层料冻胀性的影响建成的面板坝,存在很多垫层材料冻胀引起面板开裂、库水入渗等影响坝体正常使用的冻害现象。因此,要保证混凝土面板堆石坝在寒冷地区的正常使用,就必须对作为面板坝第二道防渗线的垫层料进行必要的冻胀性研究。大多数研究者认为,土料冻胀是孔隙水结冰后体积膨胀的结果。因...