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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