南京冻结粉土、粉砂的力学性质的试验研究开题报告

1. 研究目的与意义

在进行地铁建设过程中经常会遇到承受一定压力或富含水的粉砂粉土地质土层，对城市环境下地下空间的施工开挖以及城市地面已有建筑产生潜在的威胁。本文以在建的南京地铁４号线为依托，针对地铁４号线需要人工冻结技术冻结的粉土、粉砂进行不同温度和围压条件下力学性能的研究，为今后地铁在人工冻结技术下的施工方案的确定提供了条件，也为保障正确安全的设计与施工提供合理的参数，同时揭示了不同温度以及围压等条件下土的力学特性的变化规律，并初步分析冻土强度的形成的机理以及重要的影响因素。

2. 国内外研究现状分析

自60年代以来，许多学者致力于冻土强度性能的研究，并得出围压作用增强了冻土强度的结论。

研究者对冻土强度和本构也作了不少的研究，但由于受到试验条件的限制，加之问题本身的复杂性，这些研究更多的都集中在低温、低含水率重塑土的特性上；williams借助高精度量热计详细地研究了冻土中未冻水含量，发现每种土的未冻水含量与土的总含水量无关，主要是受土的负温值控制。

在冻土未冻水含量的测量方法方面，前苏联科学家Ｏ.Ｃ.孔诺娃研究出的量热法是一种经典的方法；关于土体导热系数前人已做了大量的工作，徐学祖等利用实验的方法系统研究了各类土在冻结和融化状态下的导热系数，给出了土体导热系数和各影响因素的关系，陶兆祥等进行了大含水(冰)量冻融土的导热系数，扩展了冻融土体导热系数的含水(冰)量界限。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：南京冻结粉土、粉砂力学性质的试验研究

2012.1.7~2012.2.11大量阅读冻土物理力学方面的文献,并予以总结,撰写国内外研究现状,初步完成论文的开题报告;

2012.2.12~2012.3.1从土的三相角度找出未冻水含量与导热系数的经验关系，完善试验研究的方案规划，完成论文的第一章；

4. 研究创新点

通过测量不同土质随温度变化的热物理参数，推导出土体导热系数与未冻水含量之间的关系并建立模型，从而得出未冻水含量对冻土强度的影响规律。