本文以粘土矿物对冻胀的影响为研究内容,自行设计加工了单向冻结、无压补水的冻胀试验系统。试验采用由蒙脱土、伊利土、高岭土、硅粉与玻璃微珠按照一定比例混合制备而成的人工配比试样,对一定温度、补水条件下试样的冻胀量、补水量以及试样温度变化规律进行了系统研究。与单质粘土冻胀敏感性蒙脱土<伊利土<高岭土不同,冻胀试验结果表明,相同含量情况下,冻胀量玻璃微珠-蒙脱土类>玻璃微珠-伊利土类>玻璃微珠-高岭土类,而玻璃微珠-硅粉类均不冻胀。这种差异性不能被忽视,因此在实际工程中,不应只按照工程分类标准判断土体的冻胀敏感性,还需要更多地考虑土中粘土矿物的成分与含量。同时,颗粒级配是影响冻胀的重要因素,因为不同颗粒级配反映了土体矿物成分的差异,而不同粘土矿物间粒径的微小差异则不是影响冻胀的主要因素。综合分析冻胀试验结果,由于玻璃微珠表面疏水,毛细水不发育,因此试样在冻结过程中水分迁移主要来自薄膜水。玻璃微珠-硅粉类试样缺乏持水性,在冻结过程中,部分孔隙水受压向下排出,因此不发生冻胀,而玻璃微珠-粘土矿物类试样中粘土矿物具有较强的亲水性,表面形成结合水,自由水渗流受到结合水粘滞作用产生的阻力,在负温下原位冻结。其中蒙脱土含量20%的试样部分冻胀量来源于薄膜水迁移,其余试样的冻胀量主要来源于土中水的原位冻结。粘土矿物增强了土体的持水能力,但其含量超过30%时,阻碍了水分迁移的通道,同时也增加了未冻水的含量。