1、什么是多年冻土?
温度小于和等于0℃,且含有冰的土(石),称为冻土。在天然条件下,地面以下的冻土保持三年或三年以上者,称多年冻土。
2、多年冻土的分类
q)按其状态分为:
①坚硬冻土,土粒被冰牢固胶结,在荷载作用下,具有一定的脆性和不可压缩性ヸ砂土和粘土的温度低于一定数值时,便成坚硬冻土。
②塑性冻土,土粒被冰胶结,含有一定的未冻水,在荷载作用下可以压缩,其温度比坚硬冻土高。
③松散冻土,土中含水量很少,没有被冰胶结的砂土和大快碎石土均属此类。当冻土融化时,其力学性质基本上不会发生变化,也不会出现沉陷。
2)按其总含水量和融沉等级分为:
①少冰冻土,总含水量小于10%~14%,融沉等级为“不融沉”。
②多冰冻土,总含水量10%~21%,融沉等级为“弱融沉”。
③富冰冻土,总含水量16%~28%,融层等级为“融层”。
④饱冰冻土,总含水量25%~45%,融沉等级为“强融层”。
⑤含土冰层,总含水量大于45%,融层等级为“强融陷”。
3、多年冻土地区的两种公路病害
1)冻胀:在有冻胀性土的路段,当有水分供给时,在冬季负气温作用下,水分连续向上聚流,在路基上部形成冰夹层、冰透镜体,导致路面不均匀隆起,使柔性路面开裂,刚性路面错逢或折断的现象称冻胀。
冻胀性分类:通常是在土质分类的基础上,按土的冻胀性强弱划分为三类或四类,分别为:轻冻胀、冻胀、重冻胀、特重冻胀。
2)翻浆:在有冻胀性土的路段,当冬季负气温时,水分连续向上聚流、冻结成冰,导致春融期间,土基含水过多,强度急剧降低,在行车作用下路面发生弹簧、裂缝、鼓包、冒泥等现象称翻浆。
翻浆分类,根据导致翻浆的水分来源分为五类,分别为地下水类、地面水类、土体水类、气态水类、混合水类。根据翻浆高峰时期路面变形破坏程度,将翻浆路段分为三级,分别为轻型、中型、重型。
4、影响冻胀与翻浆的因素
公路冻胀与翻浆是多种因素综合作用的结果。土质、水、温度与路面是影响冻胀的四个主要因素,翻浆除这四个因素影响外,还受行车荷载因素的影响。在上述诸因素中,土质、温度和水是形成冻胀和翻浆的三个基本条件。
1)土质
粉性土具有最强的冻胀性,最容易形成翻浆。这种土的毛细水上升较高祈且快,在负温度作用下水分易于迁移,如水源供给充足可形成特别严重的冻胀,在春蜷时承载能力急剧下降易于形成翻浆。粘怇土的毛细水上升虽高,但速度慢,只在水源供给充足临冻结速度缓慢的情况下,才能形成比较严重的冻胀和翻浆。粉性土和粘性土含有较多的腐植质和易溶盐时,则更易形成冻胀和翻浆。粗粒土在一般情况下不易引起冻胀和翻浆,因其毛细水上升高度小、聚冰少,且在饱水情况下也能依持一定的强度;但当粗粒土中粉粘粒含量超过一定量以后,冻胀性明显增加,也能形成冻胀和翻浆。÷2)水
冻胀与翻浆的过程,实质上就是水在路基中迁移,相变的过程。路基附近的地表积水及浅的地下水,能提供充足的水源,是形成冻胀和翻浆的重要条件。秋雨及灌溉会使路基的含水量增加,使地下水位升高,从而促成冻胀与翻浆的形成。