許健 李誠鈺 王掌權 任建威 袁俊

摘 要：通過對西安Q3原狀黃土在封閉系統(tǒng)凍融作用下的電鏡掃描和直剪試驗，研究了凍融作用對原狀黃土微觀結構和強度的影響。試驗表明：凍融過程中原狀黃土微觀結構發(fā)生顯著變化，大顆粒集粒數(shù)量明顯減少，小粒徑土顆粒所占比重增加，孔隙面積比增加。進一步基于損傷力學理論，得到微觀結構凍融損傷度隨凍融次數(shù)增加呈指數(shù)增加趨勢，反映出凍融作用一定程度上破壞黃土體的結構強度，但多次凍融后黃土體結構強度趨于穩(wěn)定的殘余強度。凍融過程土樣表面結構發(fā)生破壞，且含水率越高，土體表面特征破壞越嚴重。粘聚力隨凍融次數(shù)增加呈指數(shù)衰減趨勢，且含水率越高，粘聚力衰減幅值和速率越小；粘聚力隨含水率增加表現(xiàn)出線性衰減特征，且凍融后粘聚力與含水率的變化規(guī)律近似重合；內摩擦角無明顯規(guī)律性變化。粘聚強度凍融損傷系數(shù)隨凍融次數(shù)增加呈指數(shù)增加趨勢，隨含水率升高有增大趨勢?；谠囼灁?shù)據(jù)規(guī)律性，進一步提出了原狀黃土粘聚強度劣化模型，該模型經試驗驗證可較好描述原狀黃土粘聚強度劣化規(guī)律。

關鍵詞：原狀黃土；凍融作用；電鏡掃描；微觀結構；抗剪強度

中圖分類號：TU444

文獻標志碼：A文章編號：1674-4764（2016）05-0090-09

Abstract：SEM and direct shear tests were conducted to study the influence of freeze-thaw action on the microstructure and strength of xian Q3 undisturbed loess under the closed system. The experimental results showed that the microstructure of loess changes significantly during the freeze-thaw process， with the number of large particles aggregate decreasing， the proportion of small particle size increasing， and the ratio of pore increasing. Based on the damage mechanics theory， the freezing-thawing damage degree versus freezing-thawing times was established. Analysis indicated that the freezing-thawing damage degree exponentially increased with the increase of freezing-thawing times， representing that the structural strength of loess can be destroyed by freezing-thawing. However， the structural strength eventually reached a residual strength value after repeated freezing and thawing. Freezing-thawing made the surface structure of soil destroyed， and had a bigger influence with the increace of water content. The cohesion exponentially decreased with freezing and thawing times increasing， and had a smaller attenuation amplitude and rate with the increase of water content. With the increase of water content， the cohesion linearly decreased， and had an approximately same variation after freezing and thawing. The internal friction angle had no obvious variation during the whole freezing-thawing process. The freezing-thawing damage coefficient of cohesion exponentially increased with the increase of freezing-thawing times， and also increased with water content increasing. A cohesion strength deterioration model was developed based on the laboratory test results， and the model can be used to well describe the strength deterioration regularity by the test verification.

Keywords：undisturbed loess； freeze-thaw action； SEM； microstructure； shear strength

黃土是中國分布較為廣泛的土類之一，約占國土面積的6.3%，其中大部分集中在西北與華北等季節(jié)凍土區(qū)。由于氣溫周期性波動作用，地表土層常常發(fā)生季節(jié)性凍融循環(huán)[1]。因此，土壩、堤防、路基、邊坡等黃土構筑物在運行期間都不可避免的要經受凍融循環(huán)作用[2]（圖1）。凍融循環(huán)作為一種特殊的強風化作用，對土的物理力學性質有著強烈影響，是導致黃土劣化的重要因素[3]。在寒區(qū)進行路塹開挖、新削邊坡和路基修建等工程活動時，會使土體新近暴露于凍融作用之下，在相關變形計算和穩(wěn)定性分析中，必須考慮其物理力學性質的變化[4]。

針對凍融作用對土體物理力學性質影響問題，國內外學者做了大量科學研究，積累了豐富科研成果。Viklander[5]根據(jù)凍融對松散土體具有壓密作用，對于密實土具有凍脹作用，提出基于凍融作用的殘余孔隙比概念。Chamberlain等[6]研究發(fā)現(xiàn)，盡管土體經過凍融后孔隙比減小，但土體的滲透性仍增強。張世民等[7]以青藏粉質黏土為研究對象，探究了凍融作用對土體水分分布特征的影響。Chuvilin等[8]研究發(fā)現(xiàn)，土體經過凍融作用之后其抗剪強度有所降低；Bondarenko等[9]發(fā)現(xiàn)凍融作用前后土的強度變化不大；Yong等[10]研究得出，經過凍融作用之后土體的抗剪強度有所增加。宋春霞等[11]對蘭州黃土的試驗研究結果表明，凍融作用對不同干容重土體產生強化和弱化雙重作用，并由此導致其力學性質發(fā)生相應變化。董曉宏等[12]針對重塑黃土凍融過程強度劣化規(guī)律開展了部分研究工作。

凍融循環(huán)可以改變土的力學性質，這種影響是通過改變土體微觀結構而產生的[13]。就凍融作用對土體微觀結構影響問題，前人開展了針對性基礎研究工作。倪萬魁等[14]對不同凍融次數(shù)的洛川黃土進行電鏡掃描試驗，并對試驗結果進行了定性描述。穆彥虎等[15]對經歷不同凍融次數(shù)的壓實重塑黃土進行電鏡掃描，探討其微觀結構與宏觀性質之間的關系，并揭示凍融循環(huán)作用對壓實黃土結構影響的過程與機理。趙安平[16]利用電鏡掃描試驗得到的結論解釋季凍區(qū)路基凍脹的微觀機理。張英等[17]基于SEM和MIP試驗，研究了凍融作用對青藏粉質黏土微觀結構的影響。

綜上所述，由于土的性質，初始狀態(tài)以及試驗條件等差異，凍融作用對土體力學性質影響的研究結論差異很大，有些結論甚至是完全相反的。此外，目前針對原狀黃土凍融過程電鏡掃描試驗研究相對較少，定量分析并用以解釋黃土劣化特性的試驗研究更少?；诖耍疚囊晕靼睶3原狀黃土為研究對象，結合電鏡掃描試驗和室內剪切試驗來研究原狀黃土凍融過程抗剪強度劣化機理。

1 試驗材料與試樣制備

1.1 試驗材料

試驗所用土樣取自陜西省西安市長安區(qū)某基坑工程現(xiàn)場，取土深度5～6 m，屬于晚更新世Q3黃土。試驗用土的物理特性參數(shù)列于表1，其顆粒級配曲線如圖2所示。

1.2 試樣制備

取出大塊原狀土樣，將其削制成7 cm×7 cm×6 cm（長×寬×高）小塊土樣。稱取部分小塊土樣，對試樣進行自然風干減濕或滴水增濕，使其平均含水率分別達到15%和18%；然后，把減濕和增濕后的小塊土樣放入不同保濕缸中，讓水分均化不少于96 h；按照《土工試驗方法標準》，將土樣削制成直徑為61.8 mm，高度為20 mm的環(huán)刀樣。將剩余部分小塊土樣先削制成環(huán)刀樣，然后利用抽氣飽和法對環(huán)刀樣進行飽和。試驗含水率與要求含水率之差不大于0.1%，以保證試驗結果離散性較小。

2 試驗方案

主要從兩個方面研究凍融作用對原狀黃土力學性質的影響。一方面，通過電鏡掃描試驗定量分析凍融作用后黃土微觀結構的劣化規(guī)律；另一方面，對經歷不同凍融次數(shù)的黃土試樣進行直剪試驗，分析其宏觀力學特性的劣化規(guī)律。

2.1 凍融試驗

利用保鮮膜將制備好的直剪試樣包裹，構造一個不補（散）水的密閉環(huán)境，隨后置于恒溫試驗箱內進行凍融循環(huán)試驗。本次凍融試驗為封閉系統(tǒng)下的多向快速凍融循環(huán)試驗，保證凍融時試樣水分遷移較少。凍融循環(huán)試驗方案為：低溫-20 ℃條件下凍結12 h，高溫+20 ℃條件下融化12 h；凍融循環(huán)試驗次數(shù)為：0、2、5、10、12、17、20。

凍融循環(huán)試驗采用杭州雪中炭恒溫技術有限公司生產的XT5402-TC400-R60型高低溫試驗箱。儀器恒溫范圍-60 ℃～+100 ℃，恒溫波動±0.5 ℃（圖3）。

2.2 電鏡掃描試驗

將含水率為18%的原狀黃土削制成10 mm×10 mm×20 mm（長×寬×高）的長條形樣品。將用保鮮膜包裹的長條形樣品置于恒溫試驗箱內，進行凍融循環(huán)試驗。取出經凍融后的樣品并風干，在長條形樣品中部刻一圈深約1.5 mm的槽，以便掃描時從中間掰開一個較為平整的新鮮斷面。利用Quanta 600 FEG 場發(fā)射掃描電鏡（圖4）對試樣進行微觀結構測試。最后，利用圖像處理軟件對凍融后黃土體骨架顆粒形態(tài)、連接方式、孔隙形態(tài)及孔隙面積比等微觀結構特征進行定量分析。

2.3 直剪試驗

試驗采用南京土壤儀器廠有限公司生產的ZJ型應變控制式四聯(lián)直剪儀。參照《土工試驗方法標準》，對凍融前后土樣進行直剪試驗，試驗時施加垂直壓力分別為100、200、300及400 kPa。

3 試驗結果與分析

3.1 微觀結構

土體微觀結構可通過顆粒形態(tài)（顆粒大小、顆粒形狀、表面起伏）、顆粒排列形式、孔隙特征（孔隙大小、孔隙分布情況）、顆粒接觸關系等特性來描述。

圖5給出不同凍融次數(shù)下放大倍數(shù)為2 000倍的微觀SEM圖片。從圖中可以看出，凍融前，試驗黃土的骨架顆粒以單體顆粒（部分為片狀）和膠結而成的集粒為主，且顆粒間排列較為緊密。凍融過程中由于試樣內部冰晶生長及冷生結構形成導致土樣中孔隙體積增加，擠壓黃土顆粒，使黃土體微觀結構發(fā)生顯著變化。多次凍融后，原狀黃土大顆粒集粒數(shù)量明顯減少，土體膠結性變差，顆粒間變的較為松散，小孔隙也隨之增多，并且有潛在裂隙發(fā)展。

土體微觀結構量化指標較多，本文選取土粒等效直徑、走向、圓形度和孔隙面積比4個典型指標，利用圖像處理軟件對不同凍融次數(shù)下放大倍數(shù)為2 000倍的微觀SEM圖片分別進行統(tǒng)計分析。土粒等效直徑為與土顆粒面積相等的等效圓的直徑；走向表示土顆粒最長弦所對應的方位角，取值范圍為0～180°；圓形度描述土顆粒形狀接近圓形的程度；孔隙面積比表示同一截面孔隙面積與土顆粒面積的比值。上述4個指標中的土顆粒走向是幾何變量，無具體計算公式，其他指標的具體計算為

式中：S為土顆粒面積；L為土顆粒的周長；R的取值范圍為0～1，R值越大，則區(qū)域越接近標準圓。

式中：AV為統(tǒng)計區(qū)域內孔隙所占面積；AS為統(tǒng)計區(qū)域內土顆粒所占面積。

圖6（a）給出土粒等效直徑分析曲線圖。由圖可見，凍融前后粒徑的總體分布趨勢發(fā)生明顯變化，隨著凍融次數(shù)增加，較小粒徑顆粒所占比例明顯增多。圖6（b）、（c）分別為土顆粒圓形度統(tǒng)計分析圖和走向統(tǒng)計分析圖。從圖中可以看出，不同凍融次數(shù)作用后土顆粒圓形度分布曲線和顆粒走向分布曲線均出現(xiàn)交叉現(xiàn)象，說明凍融作用對原狀黃土顆粒形狀和走向影響不大。分析其原因，凍融作用主要表現(xiàn)為土體內部冰晶生長及冷生結構形成擠壓黃土顆粒，使土體孔隙體積增加，膠結性變差，而對土顆粒本身的形狀和走向并無明顯影響。凍融后孔隙所占面積比變化規(guī)律如圖6（d）所示。由圖可見，凍融后孔隙面積比有增大趨勢，反映出凍融作用一定程度上破壞原狀黃土體的結構強度，使土體變疏松。

基于連續(xù)介質損傷力學概念，材料劣化的主要機制是缺陷導致有效承載面積的減少，由此提出連續(xù)度φ的概念。

式中：A為凍融前有效承載面積；為凍融損傷后有效承載面積。

基于連續(xù)度φ的概念，引入連續(xù)度φ的一個相補參量即損傷度D[18]。

式中：D為標量，D=0為無損狀態(tài)，D=1為理論上的極限凍融損傷狀態(tài)，即完全凍融損傷。

基于前述掃描電鏡凍融后孔隙面積比的概念，損傷度D可進一步表示為

式中：λ0表示某一截面凍融前孔隙面積比；λ表示相同截面凍融損傷后土體孔隙面積比。

依據(jù)式（6），結合圖6（d）凍融后孔隙面積比試驗數(shù)據(jù)，可以得到損傷度和凍融次數(shù)之間的關系曲線，如圖7所示。由圖7可見，隨凍融次數(shù)增加，凍融損傷度有顯著增大趨勢，但增幅逐漸減小，最終趨向于一個穩(wěn)定數(shù)值。凍融損傷度D與凍融次數(shù)N之間的關系可用式（7）所示指數(shù)函數(shù)進行擬合分析。

凍融損傷度隨凍融次數(shù)的變化規(guī)律反映出凍融作用一定程度上破壞原狀黃土體的結構強度，使土體變疏松，但多次凍融后黃土體的結構強度趨于穩(wěn)定的殘余強度。

3.2 試樣表面特征

凍融循環(huán)作為一種強風化作用，對黃土體具有強烈劣化作用。在黃土凍融試驗過程中，筆者觀察到土樣表面結構特征有一定變化。圖8所示為飽和（21%）土樣凍融過程表面特征變化規(guī)律。由圖可見，凍融前原狀黃土試樣表面可以觀察到其天然大孔隙特征；凍融5次后，原狀黃土試樣表面結構特征發(fā)生變化，表層薄弱部位出現(xiàn)微裂縫；凍融12次后，原狀黃土試樣表面局部出現(xiàn)片狀剝落現(xiàn)象，裂縫擴展且開度增加；凍融17次后，原狀黃土表層凍融剝落破壞呈穩(wěn)定狀態(tài)。

圖9給出非飽和試樣凍融過程表面特征變化規(guī)律。由圖可見，凍融前后，含水率為15%和18%試樣表面結構特征沒有明顯變化。對比圖8不難發(fā)現(xiàn)，原狀黃土試樣表面結構破壞程度與含水率關系密切。含水率較高時，土樣上部凍融變形和形態(tài)破壞嚴重，這主要是凍融過程中的水分遷移作用使得土體表面含水量增加，因而試樣表面結構破壞嚴重。

3.3 粘聚力

3.3.1 凍融循環(huán)次數(shù)對粘聚力的影響

圖10所示為粘聚力與凍融次數(shù)變化規(guī)律曲線。從圖中可以看出，粘聚力隨凍融次數(shù)增加逐漸減小，但降低幅度逐漸減小，最終維持在一個穩(wěn)定數(shù)值，呈指數(shù)衰減趨勢。分析其原因，主要是由于土顆粒周圍水膜在低溫下凍結，孔隙水結晶對土顆粒產生擠壓作用力，破壞顆粒間聯(lián)結作用，導致土體結構和強度逐漸弱化，粘聚力降低。此外，基于前述黃土體微觀結構特征分析，凍融損傷度隨凍融次數(shù)增加呈指數(shù)增加趨勢（圖7），亦即多次凍融后黃土體結構強度趨于穩(wěn)定的殘余強度，因而粘聚力隨凍融次數(shù)增加趨于一個穩(wěn)定數(shù)值。從圖中還可以看出，隨著含水率增大，粘聚力劣化幅值和速率有減小趨勢。這是由于含水率較大時，原狀黃土體初始結構強度很低，因而凍融過程粘聚力衰減的絕對幅值和速率較小。

3.3.2 含水率對粘聚力的影響

圖11給出粘聚力與含水率變化關系曲線。由圖可見，隨著含水率增加，粘聚力表現(xiàn)出相似的變化規(guī)律，都呈現(xiàn)出線性衰減特征。分析其原因，含水率增加使得土顆粒之間結合水膜增厚，導致黃土體粘聚力降低。從圖中還可以看出，由于凍融作用對黃土體結構強度造成損傷，隨著凍融過程進行，土體強度趨于一個穩(wěn)定的凍融殘余強度數(shù)值（圖10），因而凍融后粘聚力與含水率的變化曲線近似重合。

3.4 內摩擦角

圖12所示為黃土內摩擦角隨凍融次數(shù)變化規(guī)律曲線。從圖中可以看出，含水率為15%和18%試樣內摩擦角隨凍融次數(shù)變化呈現(xiàn)出波浪形變化趨勢，且波動范圍較小，波動幅度在5°以內，無明顯規(guī)律性變化；飽和試樣凍融過程中內摩擦角呈現(xiàn)出緩慢減小趨勢，但衰減幅度不大，逐漸趨于一個穩(wěn)定數(shù)值。

綜上所述，可以認為內摩擦角隨凍融次數(shù)的變化規(guī)律并不明顯。分析其原因，主要是因為影響黃土體內摩擦強度的主要因素是黃土顆粒之間的接觸面積和土顆粒形狀，而凍融作用對以上因素并無明顯影響。

3.5 粘聚強度凍融損傷系數(shù)

由前述試驗研究結果，凍融后原狀黃土體粘聚力衰減規(guī)律比較明顯，而內摩擦角與凍融次數(shù)并無明顯變化規(guī)律?；诖?，為進一步分析凍融過程粘聚強度劣化規(guī)律，從宏觀角度定義粘聚強度C值凍融損傷系數(shù)KC為

式中：KC為標量，KC=0為無損狀態(tài)，KC=1為完全凍融損傷狀態(tài)；C0表示未凍融試樣的粘聚強度值；CN表示N次凍融后試樣的粘聚強度值。

原狀黃土粘聚強度凍融損傷系數(shù)與凍融次數(shù)變化規(guī)律曲線如圖13所示。由圖可見，粘聚強度凍融損傷系數(shù)隨凍融次數(shù)增加逐漸增大，但增幅逐漸減小，呈指數(shù)增加趨勢，這與前述土體微觀結構凍融損傷度的變化規(guī)律是一致的（圖7）。從圖中還可以看出，隨著含水率增大，粘聚強度凍融損傷系數(shù)有增大趨勢，這表明含水率較高時粘聚強度損傷幅度和速率較大。分析其原因，隨著含水率升高，孔隙水凍結成冰及冷生結構形成的凍結劈裂作用增強，對土顆粒聯(lián)結破壞作用增大。

3.6 粘聚強度劣化模型

基于前述原狀黃土體粘聚強度凍融過程變化規(guī)律，下文對粘聚強度進行多變量擬合分析，給出其劣化表達式。

試驗研究結果發(fā)現(xiàn)，粘聚強度與凍融次數(shù)符合指數(shù)衰減關系，可用式（9）所示指數(shù)函數(shù)進行擬合分析。

式中：C為粘聚力，kPa；N為凍融次數(shù)；a、b、c為擬合參數(shù)。擬合結果見表2。

利用獨立試驗數(shù)據(jù)（試樣含水率19.5 %）對模型進行驗證，如圖14所示。從圖中可以看出，模型試驗值和計算值相差較小，說明式（13）能夠較好的描述西安Q3原狀黃土的強度劣化特性。

4 結 論

基于宏觀和微觀兩個方面分析原狀黃土凍融過程抗剪強度劣化機理，得出如下結論：

1）凍融過程中原狀黃土微觀結構發(fā)生顯著變化，主要表現(xiàn)在大顆粒集粒數(shù)量明顯減少，小粒徑土顆粒所占比重增加；孔隙面積比增加。但凍融作用對黃土顆粒形狀和顆粒走向影響不大。

2）原狀黃土微觀結構凍融損傷度隨凍融次數(shù)增加呈指數(shù)增加趨勢，反映出凍融作用一定程度上破壞黃土體的結構強度，但多次凍融后黃土體結構強度趨于穩(wěn)定的殘余強度。

3）凍融過程中原狀黃土表面結構發(fā)生破壞，其破壞程度與含水率關系密切，含水率較高時，土樣上部凍融變形和形態(tài)破壞嚴重。

4）原狀黃土粘聚力隨凍融次數(shù)增加呈指數(shù)衰減趨勢，且含水率越高，粘聚力衰減幅值和速率越??；粘聚力隨含水率增加表現(xiàn)出線性衰減特征，且凍融后粘聚力與含水率的變化規(guī)律近似重合；內摩擦角無明顯規(guī)律性變化。

5）原狀黃土粘聚強度凍融損傷系數(shù)隨凍融次數(shù)增加呈指數(shù)增加趨勢；隨含水率增大，粘聚強度凍融損傷系數(shù)有增大趨勢，亦即含水率較高時粘聚強度損傷幅度和速率較大。

6）基于試驗數(shù)據(jù)規(guī)律性，進一步得到了原狀黃土粘聚強度劣化模型表達式。試驗驗證，該模型可較好描述原狀黃土粘聚強度劣化規(guī)律。

參考文獻：

[1] 曾磊，趙貴章，胡煒，等.凍融條件下淺層黃土中溫度與水分的空間變化相關性[J].地質通報，2015，34（11）：2123-2131.

ZENG L，ZHAO G Z，HU W，et al.Spatial variation characteristics of temperature and moisture in shallow loess layer under freezing-thawing condition [J].Geological Bulletin of China，2015，34（11）：2123-2131. （in Chinese）

[2] 連江波.凍融循環(huán)作用下黃土物理性質變化規(guī)律[D].陜西 楊凌：西北農林科技大學，2010.

LIAN J B.Study on the variation of physical properties of loess under freezing-thawing cycles [D].Yangling，Shaanxi：Northwest A & F University，2010. （in Chinese）

[3] 葉萬軍，楊更社，彭建兵，等.凍融循環(huán)導致洛川黃土邊坡剝落病害產生機制的試驗研究[J].巖石力學與工程學報，2012，31（1）：199-205.

YE W J，YANG G S，PENG J B，et al.Test research on mechanism of freezing and thawing cycle resulting in loess slope spalling hazards in luochuan [J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2012，31（1）：199-205. （in Chinese）

[4] 沈珠江.抗風化設計—未來巖土工程設計的一個重要內容[J].巖土工程學報，2004，26（6）：866-869.

SHEN Z J.Weathering resistant design—An important aspect of future development of geotechnical engineering design [J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering，2004，26（6）：866-869. （in Chinese）

[5] VIKLANDER P.Permeability and volume changes in till due to cyclic freeze/thaw [J].Canadian Geotechnical Journal，1998，35（3）：471-477.

[6] CHAMBERLAIN E J，GOW A J.Effect of freezing and thawing on the permeability and structure of soils [J].Engineering Geology，1979，13（14）：73-92.

[7] 張世民，李雙洋.青藏粉質黏土凍融循環(huán)試驗研究[J].冰川凍土，2012，34（3）：625-631.

ZHANG S M，LI S Y.Experimental study of the Tibetan silty clay under freeze-thaw cycles [J].Journal of Glaciology and Geocryology，2012，34（3）：625-631. （in Chinese）

[8] CHUVILIN Y M，Yazynin O M.Frozen soil macro-and microtexture formation [C]//Proceedings of 5th International Conference on Permafrost.Trondheim，Norway：Tapir Publishers，1988：320-323.

[9] BONDARENKO G I，SADOVSKY A V.Water content effect of the thawing clay soils on shear strength[C]//Proceedings of the 6th International Symposium on Ground Freezing.Rotterdam，Netherlands：A.A. Balkema，1991：123 -127.

[10] YONG R N，BOONSINUK P，YIN C W P.Alter nation of soil behavior after cyclic freezing and thawing[C]//Proceedings of 4th International Symposium on Ground Freezing. Rotterdam， Netherlands： A.A. Balkema， 1985： 187-195.

[11] 宋春霞，齊吉琳，劉奉銀.凍融作用對蘭州黃土力學性質的影響[J].巖土力學，2008，29（4）：1077-1086.

SONG C X，QI J L，LIU F Y.Influence of freeze-thaw on mechanical properties of Lanzhou loess [J].Rock and Soil Mechanics，2008，29（4）：1077-1086. （in Chinese）

[12] 董曉宏，張愛軍，連江波，等.長期凍融循環(huán)引起黃土強度劣化的試驗研究[J].工程地質學報，2010，18（6）：887-893.

DONG X H，ZHANG A J，LIAN J B，et al.Laboratory study on shear strength deterioration of loess with long-term freezing-thawing cycles [J].Journal of Engineering Geology，2010，18（6）：887-893.

[13] 齊吉琳，張建明，朱元林.凍融作用對土結構性影響的土力學意義[J].巖石力學與工程學報，2003，22（Sup2）：2690-2694.

QI J L，ZHANG J M，ZHU Y L.Influence of Freezing-thawing on soil structure and its soil mechanics significance [J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2003，22（Sup2）：2690-2694. （in Chinese）

[14] 倪萬魁，師華強.凍融循環(huán)作用對黃土微結構和強度的影響[J].冰川凍土，2014，36（4）：922-927.

NI W K，SHI H Q.Influence of freezing-thawing cycles on micro-structure and shear strength of loess [J].Journal of Glaciology and Geocryology，2014，36（4）：922-927. （in Chinese）

[15] 穆彥虎，馬巍，李國玉，等.凍融作用對壓實黃土結構影響的微觀定量研究[J].巖土工程學報，2011，33（12）：1919-1925.

MU Y H，MA W，LI G Y，et al.Quantitative analysis of impacts of freeze-thaw cycles upon microstructure of compacted loess [J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering，2011，33（12）：1919-1925. （in Chinese）

[16] 趙安平.季凍區(qū)路基凍脹的微觀機理研究[D].長春：吉林大學，2008.

ZHAO A P.A study on the mechanism of microstructure of frost heaving in subgrade soil in seasonal frost zone [D].Changchun：Jilin University，2008. （in Chinese）

[17] 張英，邴慧，楊成松.基于SEM和MIP的凍融循環(huán)對粉質黏土強度影響機制研究[J].巖石力學與工程學報，2015，34（Sup1）：3597-3603.

ZHANG Y，BING H，YANG C S.Influences of freeze-thaw cycles on mechanical porperties of silty clay based on SEM and MIP test [J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2015，34（sup1）：3597-3603. （in Chinese）

[18] 許玉娟，周科平，李杰林，等.凍融巖石核磁共振檢測及凍融損傷機制分析[J].巖土力學，2012，33（10）：3001-3005.

XU Y J，ZHOU K P，LI J L，et al.Study of rock NMR experiment and damage mechanism analysis under freeze-thaw condition [J].Rock and Soil Mechanics，2012，33（10）：3001-3005. （in Chinese）

（編輯 王秀玲）