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| 內容簡介： |
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全书分为5章，内容包括：冻土的基本理论，风积土的力学特性，风积土的结构特性，风积土的冻涨与融沉，防冻害措施及工程应用。
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| 關於作者： |
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张向东，辽宁工程技术大学，教授，院长。多年从事风积土冻涨与融沉专业教学与科研工作，并取得一定研究成果。
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| 目錄：
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1 冻土的基本理论
1.1 本构模型的研究
1.1.1 本构模型的建立及其参数的确定
1.1.2 本构模型参数修正方法
1.2 冻融特性研究
1.2.1 冻结时土体温度演变分析
1.2.2 水分迁移特征研究
1.2.3 冻融特征的试验研究
1.2.4 冻胀曲线的分形性质
1.3 土体结构性研究
1.3.1 结构性试验研究
1.3.2 冻融过程中结构性演变规律研究
1.4 季节性冻土区道路研究
1.4.1 路基施工期沉降量预测
1.4.2 路基置换层参数确定试验研究
1.4.3 道路冻害及其防治
1.5 本章小结
参考文献
2 风积土的力学特性
2.1 风积土的静力学性质
2.1.1 风积土的基本物理性质
2.1.2 风积土的压缩性
2.1.3 风积土的压实性
2.1.4 风积土的抗剪强度
2.1.5 冻结风积土的单轴强度
2.1.6 冻结风积土的三轴强度
2.2 风积土的动态力学性质
2.3 冻融作用对风积土力学性质的影响
2.3.1 冻融作用对风积压缩模量的影响
2.3.2 冻融作用对风积土孔隙比的影响
2.3.3 冻融循环对风积土物理性质的影响
2.3.4 冻融循环对风积土三轴剪切强度的影响
2.4 本章小结
参考文献
3 风积土的结构性
3.1 基于冻融变形的结构性研究
3.2 基于分形理论的结构性研究
3.2.1 一维冻结风积土冻胀曲线的分形性质
3.2.2 一维冻结风积土冻胀曲线的分形优化
3.3 基于能量变化的结构性研究
3.3.1 理论假设
3.3.2 季节性冻土结构性量化指标模型
3.3.3 量化指标与单一影响因素的函数关系
3.3.4 一个冻融循环内结构性量化指标变化规律
3.4 本章小结
参考文献
4 风积土的冻胀与融沉
4.1 冻胀融沉的分形预测
4.1.1 实测风积土冻胀曲线的分形性质
4.1.2 实例应用分析
4.1.3 非等温条件下冻胀量的分形预报
4.2 基于神经网络的路基冻胀预报
4.2.1 神经网络模型
4.2.2 BP网络的路基冻胀预报
4.3 季节性冻土结构性量化指标的冻胀预测
4.3.1 现场沉降监测值
4.3.2 利用量化指标计算沉降值
4.4 本章小结
参考文献
5 防冻害措施及工程应用
5.1 常见的路基防冻害措施
5.1.1 置换法
5.1.2 隔温法
5.1.3 稳定土处理法
5.1.4 隔水法
5.1.5 强夯加固地基土
5.2 防治风积土路基道路冻害措施的室内试验研究
5.2.1 风积土的冻结试验研究
5.2.2 碾压击实加固路基
5.2.3 风积砂换填
5.2.4 无机结合料稳定土保温
5.2.5 防治措施对比试验研究
5.3 风积土路基道路防治冻害措施的工程应用及效果
5.3.1 工程实例一
5.3.2 工程实例二
5.3.3 工程实例三
5.4 本章小结
参考文献
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| 內容試閱：
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1 冻土的基本理论
地球陆地上大部分地区是季节性冻土区和多年冻土区。我国也不例外，两者合计约
占全国面积的75%，其中季节性冻土区的分布面积为5.137×106 km2，多年冻土区的分
布面积为2.068×106 km2。季节性冻土主要分布在东北、华北等地。研究人员主要研究
辽西季节性冻土地区风积土的基本理论与应用成果。
冻土是一种对温度极为敏感的土体介质，含有地下冰，这是与其他岩土工程最为本
质的区别。冻土区修筑工程构筑物时，面临两大工程问题：冻胀和融沉。路基、桥涵、
隧道等都会受到这两大工程问题的困扰。
长期的工程实践表明，工程构筑物成败的关键在路基工程，而路基工程的核心是冻
土问题。无论是道路还是桥梁，必须首先面临冻土分布、冻土年平均地温分区、高含冰
量冻土的分布等重大冻土工程地质问题，因为它涉及勘测重点和设计原则的制定，直接
关系到道路路基稳定和投资。另外，地下冰是影响冻土路基稳定的最为重要的影响之
一，是产生冻融灾害或者不良冻土现象的根本问题。对于其他类型工程建筑物来说，比
如桥涵、路堑、高边坡等，冻土的影响也是极为关键的问题。在路基稳定性方面，还必
须同时面临冻融灾害问题，即不良冻土现象。这些与冻融过程有关的不良地质现象，当
它们威胁到道路安全运营和工程稳定性时，就演变为一种工程灾害。这种工程灾害主要
与地下冰、冻融过程和冻土温度有关。特别是在高含冰量、高温冻土的斜坡地带，微弱
的热扰动可能就会引起冻土区斜坡稳定性变化。因此，对于冻土的相关基本理论的研究
十分必要。
1.1 本构模型的研究
研究人员做了一定的工作，在风积土的本构模型的建立及其参数确定上，研究了风积土的结构性，为进一步研究风积土的冻融特性和季节性冻土区道路的病害奠定了理论基础。
1.1.1 本构模型的建立及其参数的确定
我国的东北、内蒙古、西北等地区都存在着广泛的风积土。随着近年来的开发和建设，大量公路、铁路等基本建设项目都会遇到风积土这类工程介质［1］，所以有必要对这类土进行研究。在各类工程的分析计算中，模型的选择及其参数的确定是决定计算可靠的关键因素。邓肯—张模型因其反映土体的主要力学特性、参数物理意义明确等特点而广泛应用于工程实践中。已经有学者利用常规三轴试验对塔克拉玛干沙漠粉沙进行了邓肯—张模型参数试验研究［2］，但是并没有给出全部模型参数。所以本书中对风积土邓肯—张模型及其参数确定进行了全面试验研究，以便用于指导工程实践。邓肯—张模型是根据沙土发展出来的［3］，所以有必要考虑该模型对于风积土的适用性。本书中，研究人员用电子显微镜对试样进行拍照，通过观测发现风积土中含有较多的沙，认为风积土适合采用邓肯—张模型。在风积土参数室内试验研究中，采用了固结排水三轴试验，试验中测力计读数无峰值。采用轴应变的15%的主应力差为破坏应力差，得出了不同围压下的应力破坏值及轴向应变、体积应变、主应力差的关系。研究人员首先利用常规三轴试验，得出风积土全部邓肯—张E-B
模型的9 个参数，为风积土地区道路、桥梁等工程建设数值计算提供了参考［4］。
1.1.2 本构模型参数修正方法
邓肯—张模型未考虑土体结构性的影响，土体的结构性是涵盖粒度、密度和湿度的一个本质因素，在应用天然土体计算时会存在较大误差。因此，只有考虑结构性的模型参数才更具有实际应用价值，所以要对邓肯—张E-B
模型进行修正并建立新的风积土本构模型。本书中，研究人员采用应变控制式三轴仪，通过对风积土的结构性试验研究，进行固结排水试验并引入了围压损伤比的概念。试验通过观测围压在0.1，0.2，0.3
MPa时对风积土结构的损伤，得到考虑土体结构性影响的邓肯—张E-B
模型的参数修正方法。试验中，在多组围压下发现土体内摩擦角φ值逐渐减小，黏结力C值逐渐增大；在卸载一再加载条件下，原状土的结构性被破坏。因此，将邓肯—张模型中参数C，φ，Rf，K，n，Kb，m，Kur，nur进行了修正，提出的围压损伤比对土体的模型参数修正方法具有一定的理论意义和实际应用价值，建立修正后的风积土本构模型为其他同类工程地区风积土工程数值计算提供了参考依据［5］。
1.2 冻融特性研究
1.2.1 冻结时土体温度演变分析
各种地质地理因素对土体在冻融过程中的热作用仍然是一个受重视的问题。北美国家从1973
年以来，在室内外收集并观测气候因子中的冬、夏气温及其变幅对地温和季节冻土层的作用，研究不同类型的土、植被、雪盖和地表水对地温的影响。这些定性研究结果已被应用于冻土区矿区露天开采工作中［6］。苏联冻土学者对冻土与气候的关系进行了分析，认为目前气象台站上所测得2
m
高处的气温不能完全反映一定水平范围内的热量状态。从反映冻土状态来说，以地表温度最好，但它的测试方法至今尚不理想。因此，一些冻土学者想从测量地表热量平衡各分量入手来研究冻土的热动态。
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