第45卷第1期2023年2月Vol.45，No.1Feb.，2023冰川冻土JOURNALOFGLACIOLOGYANDGEOCRYOLOGY冻结硫酸钠粉质黏土强度与本构模型研究万旭升，颜梦宇，路建国，晏忠瑞，刘凤云（西南石油大学土木工程与测绘学院，四川成都610500）摘要：为了研究冻结硫酸钠粉质黏土的变形规律和强度特征，在1MPa围压下，对-2、-6、-10℃三组温度下不同硫酸钠含量的粉质黏土进行负温三轴剪切试验研究。基于实验数据，计算了冻结硫酸钠粉质黏土的切线模量，研究了轴向应变与偏应力的非线性关系，推导了试样的p-q平面强度准则，提出了冻结硫酸钠盐粉质黏土强度公式，建立了含参数的冻结含盐粉质黏土的修正Duncan-Chang本构模型，并拟合了相关参数，验证了模型精度及适用性。结果表明：试样的偏应力在应变后期趋于稳定，处于向应变硬化过渡的阶段，切线模量E随含盐量的增加呈现先减小再增大再减小的变化规律，切线模量E变化幅度较小，p、q呈明显的线性关系，在0℃至-15℃温度范围内，修正Duncan-Chang本构模型对含盐量小于2.5%的冻结硫酸钠粉质黏土强度具有良好的预测效果。关键词：冻结粉质黏土；三轴剪切试验；变形规律；强度准则；修正Duncan-Chang本构模型中图分类号：P642.14；TU411.7文献标志码：A文章编号：1000-0240（2023）01-0201-110引言我国冻土分布广泛，多年冻土面积约占国土面积的22.4%，主要分布在陕西、甘肃、新疆和青海等内陆地区［1］。冻土是一种由固体矿物颗粒，冰晶体（胶结冰和夹层）、未冻水（薄膜结合水和液态水）及气体组成的特殊岩土材料［2-3］。含盐冻土按土体中含盐成分可分为氯盐渍土、硫酸盐渍土和碳酸盐渍土等，其中最常见的是硫酸钠盐渍土，具有松胀、膨胀性、水稳性差、腐蚀性等特性，其物理力学特性受含盐量、含水量、温度及外部压力等多种因素影响，具有复杂性和不稳定性。随着经济社会的不展发展，硫酸钠盐渍土区域的工程建设日渐增多，例如青藏公路的修建、维护及中俄石油管道的铺设等重要工程。近年来，随着我国“西部大开发”和“一带一路”倡议的实施，该区域的拟建工程项目显著增加。此外，在寒区硫酸钠盐渍土区域内进行工程设计和建设时，基础的安全性和稳定性主要由抗变形和抗破坏能力决定；冻土的抗变形能力可以由应力-应变关系来描述，抗破坏能力可以由强度准则来表征［4］。因此，在多梯度负温范围内对冻结硫酸盐渍土的变形规律和强度特征及本构模型的试验研究亟待深入开展。众多学者以粉质黏土为研究对象，在硫酸盐渍土物理...
