冻融作用与冻融堆积
（一）冻融作用
冻融作用指冻土层中水分的冻结与融化，是冰缘地貌发育的最活跃因素。随着冻土温度周期性发生正负变化（图7-16），地下水分相应地出现相变与迁移，导致岩石的破坏，沉积物受到分选和干扰，从而引起冻土层的变形，产生冻胀、融陷和流变等一系列复杂过程。其主要表现形式为冻融风化、融冻扰动和融冻泥流。
在冰缘地区的岩层或土层中，存在着大小不等的裂隙和孔隙，它们常被水分充填，随着冬季或夜晚气温的下降，水分逐渐冻结、膨胀，亦可形成脉冰，对围岩起着很大的破坏作用，使裂隙不断扩大。至夏季或白昼因温度上升，冰体融化，地表水可再度乘隙注入。这种因温度周期性变化而引起的冻结与融化频繁交替出现的冻融风化，造成了地面物质的松动崩解。它不仅形成了冰缘地区大量的碎屑物质，而且在沉积物或岩体中还能产生冰楔、土楔等冰缘现象。
融冻扰动一般在多年冻土的活动层内。每年冬季，活动层由地表向下冻结时，由于底部多年冻结层的阻挡，水分不能下渗，所以使活动层下部末冻结的含水层，因受冻胀挤压而引起塑性变形，产生了各种不规则的微褶皱、袋状构造成包裹体等冰卷泥现象。
融冻泥流是冰缘地区最重要的物质运移和地貌作用过程之一。一般发生在几度至十几度的斜坡上，当冻土层上部解冻时，融水使主要由细粒土组成的表层物质达到饱和或过饱和状态，从而使上层土层具有一定的可塑性，在重力的作用下沿着融冻界面向下缓慢移动，形成融冻泥流，年平均流速一般不足1m，由于泥流顺坡蠕动时，各层流速不一，表层流速大于下层，所以有时可把泥炭、草皮等卷进活动层剖面中，产生褶皱和圆柱体等构造形态。可见，冻融作用一方面对地表物质进行冻融风化；另一方面又将风化碎屑搬运、堆积，致使冰缘地区地表日趋和缓，向冻融平面方向演化。
（二）冻融堆积
冻融作用形成的堆积物中，以融冻泥流堆积分布最广。它是由于冻融风化产生的碎屑物质，经过频繁的冻融交替，顺坡缓慢地搬运、堆积而成。一般由大小不等的碎石和泥砂混杂组成，不含巨大块砾，缺乏分选性，即使以细粒土为主的沉积层中，层理亦不显，但在不同时期的薄层状蠕动层之间，有时出现波状不整合面，形成假层理现象。
融冻泥流的碎屑物质来自邻近山坡，岩性成分单一，与山坡基岩岩性一致。砾石棱角明显，其表面有时带有短而浅的擦痕。扁平石块在蠕动过程中，往往沿阻力最小的方向顺坡排列，其长轴多平行于运动方向。
在冻融堆积的剖面中，虽然缺少层理构造，但仍可保存有冰楔、冰卷泥、揉皱断裂和圆柱体结构等冻融作用产生的构造痕迹，可作为古冰缘研究和识别的标志。
冰楔分布于极地高纬度地区，如阿拉斯加现代冰楔区边缘地带的年平均气温为-6～-8℃，腹部地区为-12℃。由于地表水周期性地注入多年冻结层裂隙，水体相应地多次重复冻结，因而形成了上宽下窄的楔形脉冰，叫做冰楔（图7-19）。它常使围岩层理受挤压而发生向上弯曲变形。冰楔规模大小不等，若冰楔形成于沉积层裂隙之后，其规模小，宽度数十厘米，深度常不足1m；如冰楔与沉积层同时生成，则宽度可达5～8m，最大深度达40m以上。
图7-19 冰楔的类型（根据Г.П.高尔什果夫）
A—后生冰楔；B—多层后生冰楔；C—同生冰楔；1—冰年层；2—围岩层理
当冰楔内的脉冰融化后，裂隙周围的砂土或砾石充填楔内，形成砂楔、土楔或砾楔。但它们也可能与冰楔无关，是反映在严寒气候的冰缘环境下直接由多次冻裂作用所造成的裂隙中发生的填充的结果。
冰卷泥经常产生在具有水平层理的河、湖相砂砾储水层中。融冻扰动层与上、下层呈突变接触，界面明显，下伏的是隔水的多年冻结层，上覆季节冻结层。扰动层内，冰卷泥褶曲形式多样，但比较对称，定向性不显。冰卷泥扰动的深度，一般距地表不超过2～3m，与冻土活动层的深度相当。
冷库温度在0℃以上的时间较长，使结构体表面的冰霜融化成水滴，水分将沿着结构表面的孔隙或毛细孔通路向结构内部渗透。
当库温降低为0℃以下时，其中的水分结成冰，产生膨胀，膨胀应力较大时，结构出现裂缝。结构件表面和内部所含水分的冻结和融化的交替出现，称为冻融循环。
扩展资料：
冻融循环作为一种温度变化的具体形式，可以被理解为一种特殊的强风化作用形式，对土的物理力学性质有着强烈的影响。冻融循环使原状土的结构性得到显著的弱化，这表现在冻融循环可以使原状土的先期固结压力减小、三轴不排水剪切应力应变曲线上的峰值强度逐渐消失。
而对于重塑土，其初始状态对冻融循环的作用效果有较大影响.。研究表明：冻融使密实土的孔隙比增大，而使松散土的孔隙比减小，密实土和松散土在经过冻融循环后其孔隙比趋向于一个稳定值残余孔隙比。
松散粉质土和低密度黏土及正常固结重塑土由于在冻融过程中被压密，使得模量与强度均有所增加，结构性得到强化；而对于强超固结的重塑土，冻融循环则会引起与原状土类似的结构弱化现象。
1、密度（ρ）：是指材料在绝对密实状态下，单位体积的干质量。
2、表观密度（ρo）：是指材料在自然状态下，单位体积的干质量。
3、堆积密度（ρoˊ）：是指粒状或粉状材料在堆积状态下，单位体积的质量。重点比较三者之间的区别。
二、材料与水接触吸收水分的性质，其大小用吸水率表示，分为体积吸水率和体积吸水率。一般材料的孔隙率愈大，吸水性愈强；
三、材料的抗冻性抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环而不破坏，其强度也不严重降低的性质。用抗冻等级表示。抗冻等级是以试件在吸水饱和状态下，经冻融循环作用，质量损失和强度下降均不超过规定数值的最大冻融循环次数来表示。
四、导热性材料传递热量的性质称为材料的导热性。用导热系数λ表示。导热系数越小，材料的隔热保温性能越好。
因此对于同一材质、同一组成的建筑装饰材料，当体积密度增加时，
其真密度不变（但，表观密度会增加）、
强度增大、
吸水率下降、
抗冻性降低、
导热性提高。
影响混凝土冻融破坏的因素的意思就是影响混凝土冻融破坏的主要原因。因素的意思就是决定事物发展的原因、条件；构成事物的要素、成分。
混凝土冻融破坏的特征：
表面剥落是混凝土发生冻融破坏的显著特征，严重时可能露出石子。在混凝土受冻过程中，冰冻应力使混凝土产生裂纹。冰冻所产生的裂纹一般多而细小，因此，在单纯冻融破坏的场合，一般不会看到较粗大的裂缝。
但是，在冻融反复交替的情况下，这些细小的裂纹会不断地扩展，相互贯通，使得表层的砂浆或净浆脱落。冻融破坏不仅引起混凝土表面剥落，而且导致混凝土力学性能的显著降低。
大量试验研究表明：随着冻融次数的增加，混凝土的强度特性均呈下降趋势，其中反映最敏感的是抗拉强度和抗折强度，即随着冻融次数的增加，混凝土的抗拉强度和抗折强度迅速下降，而抗压强度下降趋势较缓。
影响混凝土抗冻性的因素
混凝土的抗冻性是指混凝土在含水饱和状态下能经受多次冻融循环而不破坏，同时强度不严重降低的性能而且其质量也不显著减小的性质。
影响混凝土抗冻性能的因素有以下几个方面的：
1.一是水泥的品种；
2.二是骨料的性质；
3.三是混凝土的密实度；
4.四是混凝土的强度等级；
5.五是混凝土的孔隙构造和数量以及孔隙的充水程度；
6.六是混凝土的水灰比；
7.七是混凝土结构的尺寸。
在相同条件下，混凝土构件的尺寸越小，混凝土构件越容易发生冻融破坏。
