冻融循环下季节性冻土路基沉降数值模拟

以季节性冻土的冻融循环作用为研究对象,以冻融循环下季节性冻土路基的沉降预测为最终目的,在传统水、热、力三场耦合模型中引入描述土体结构性的特征表现量,使传统水、热、力三场耦合模型应用范围得以拓展,能够考虑冻融循环的影响作用,并使预测结果更加符合实际的冻融循环对季节性冻土路基沉降的影响。     

严寒地区路基防冻胀技术探讨

哈齐客运专线是我国在严寒地区建造的铁路客运专线,全线为无碴轨道,对轨道的平顺性要求更高,路基冻害对无碴轨道的稳定和沉降影响更大,季节性冻土是哈齐客运专线需要研究解决的关键技术问题,结合高寒地区路基土体季节性冻胀影响因素进行探讨,并提出路基土体冻胀的成因以及预防措施。     

季节性冻土地区横向受力桩的非线性解答

目前横向受力桩理论分析一般采用常数法、k法、m法、c法。我国《公路桥涵设计规范》推荐m法和c法[1]。上述计算方法中计算宽度均采用常数。但在实际情况中土体强度随深度发生变化,在季节性冻土中,土体强度还与温度密切相关。因此,文中建立了桩侧土抗力计算宽度随深度变化的函数关系,结合季节性冻土地区温度变化规律,选取了合理的抗力系数曲线,在此基础上对季节性冻土地区横向受力桩进行了理论分析,最终得到了非线性理论解。     

青藏高原多年冻土区铁路加筋路堤的变形特征研究

在青藏铁路某冻土路段设计了加筋试验和无加筋试验两种方案,对该路段冻土路堤和地基的温度、沉降变形、水平位移等进行较全面的监测,分析了加筋和无加筋冻土路堤的地温变化和变形特征。结果表明,由于加筋后土体的受力更均匀,采用土工格栅的加筋路堤土体的变形比未加筋路堤土体的变形更均匀,加筋后的路堤本体变形协调能力增强,大大提高了路堤土体抗纵向裂缝的能力。     

冻融条件下加筋碎石桩复合地基路堤性状研究

制作了一套加筋碎石桩复合地基冷冻试验系统,开展了1组加筋碎石桩复合地基路堤冻融离心模型试验和1组未冻融的对比试验,以研究加筋碎石桩复合地基经历季节性冻土后填筑的路堤在冻融条件下的性状。研究结果表明:冻融条件下加筋碎石桩复合地基在地基土未融化前,其桩顶和桩间土沉降基本一致,而在地基土全部融化后,桩间土沉降显著增大;冻融条件下路堤边坡基本保持初始坡度,路堤下地基沉降比较均匀,而未冻融组路堤边坡明显变缓,路堤下地基不均匀沉降明显;在复合地基和桩体均处于冰冻状态时,其桩顶和桩间土应力一致,当桩体先于桩间土融化后,桩顶应力减小而桩间土应力增大,而当地基土开始全部融化后,桩间土应力快速下降而桩顶应力快速增大,冻融条件下复合地基沉降稳定时的桩土应力比是未冻融条件下桩土应力比的2/3左右;冻融条件下由于路堤加载过程中桩顶周围土体处于冰冻状态,限制了桩顶侧向位移,而冻土层以下土体推动下部桩体向外位移,使得靠近路堤边坡下的桩体向路堤内弯曲,但弯曲变形量较小,而未冻融条件下的桩体则向路堤外弯曲且弯曲变形量较大;加筋碎石桩适合用于季节性冻土区湿地软土地基处理,其复合地基经历季节性冻土后填筑的路堤整体性能较好。     

吉林西部季冻区冻融过程对黏性土分散性的影响

在季节性冻土区,温度的周期性变化会引起土体冻结和融化。在土体冻结过程中,土中的水分发生迁移,水中的盐分也发生变化,对土体的性质产生一定影响,土的分散性发生变化。选取吉林西部镇赉地区黏性土,利用室内试验模拟土体在冻融作用下的水分迁移过程,结合分散性鉴定试验,对冻结前后土样的含水量、含盐量、土粒的微观结构以及分散性的对比研究,分析季节性冻土区水分迁移对黏土分散性产生影响的主要因素。研究表明,研究区土样属分散性盐渍土,在冻结过程中土中水分及盐分向上迁移,土的结构变得更松散,冻融作用后土的分散性显著增强。     

基于平行板电容传感器的季节性冻土冰锋面识别方法

针对季节性冻土冰锋面结构非接触识别问题,在对季节性冻土结构变化规律及物理力学性质分析的基础上,提出一种基于平行板电容传感器的季节性冻土冰锋面识别方法。该方法通过模拟季节性冻土温度变化,可给出不同温度下季节性冻土电容变化规律,并基于Boltzmann函数建立了季节性冻土电容与温度变化的数学模型。不同温度下测试得出季节性冻土中电容随温度的升高而逐渐增大,最终趋于常值;温度在-4～4℃,季节性冻土的电容随温度变化速率较快;季节性冻土处于较低负温状态和完全处于正温状态时,电容基本稳定。针对冻土区、冰锋面处、融土区的试验可得出,该方法可以有效地识别和分析季节性冻土冰锋面结构及其变化规律,误差在10%以内。     

季节性冻土路基的冻胀机理及其防治措施

在高寒季节性冻土地区修建高铁时,往往面临路基冻胀问题,现针对我国在季节性冻土地区高铁设计中存在的冻胀问题,梳理了季节性冻土路基冻胀机理,分析了影响路基冻胀的主要因素,在此基础上,对季节性冻土路基的冻胀防治措施进行了探讨.     

公路季节性冻土路基的施工技术

目前我国部分公路修建在高海拔寒冷区域,因地处高原而面临着十分恶劣的气候环境。而这类公路的路基是季节性冻土,若要保证工程修建进度和工程质量,就要首先处理好季节性冻土问题。本文以四川地区国道317线(川藏公路北线)为例,简单介绍了季节性冻土的特性和成因,分析了川藏公路的工程概况,阐述了季节性冻土对路基的影响并提出了公路季节性冻土路基施工技术的应用方法,最后作了总结和建议,希望能为高原地区公路季节性冻土路基的施工提供一些参考。     

季节性冻土路基的施工技术

国道317线改扩建工程处于高原寒冷地区,海拔高、气候条件极其恶劣,路基属于季节性冻土。为了保证建设进度和工程质量,必须解决季节性冻土问题。文章从工程区的气候特点入手,首先分析了季节性冻土的危害,并借鉴其他类似工程的施工经验,提出了季节性冻土的施工技术要求,以保证工程质量,同时为高寒高海拔地区季节性冻土施工提供借鉴。     

多年冻土物理特性的试验研究

青藏铁路的大部分区域由多年冻土组成,冻土顶层或活动层特别容易受季节冻融的影响。针对冻土段路基结构的设计要求必须对多年冻土物理力学性质、强度和变形等特征进行深入的了解。为此,进行了包括颗粒分析试验、土粒比重试验、击实试验、压缩试验、三轴压缩试验等在内的多种室内土工实验。     

严寒地带客运专线路基防冻胀施工技术

结合哈大客运专线路基施工实践,根据严寒地带客运专线砾石类A,B组填料路基的特点及季节性冻土的形成及路基病害发生的机理,提出针对季节性冻土路基病害的防治措施及设置原则,以保证客运专线轨道的平顺性、稳定性和耐久性。     

黄土地区公路路基沉降变形有限元分析

针对黄土地区公路工程特点,将地基、路基作为整体,采用有限元法建立分析模型,计算分析了地基土变形模量、填土高度、填土容重、填土回弹模量各参数对路表最终沉降量和路表不均匀沉降的影响变化规律,以指导黄土地区公路路基设计。     

青藏铁路冻土路基多种治理方案试验效果分析

基于一些路基检测资料,对粒径改良路基、通风管路基、综合路基等五种路基的试验效果进行了对比分析,分析表明：粒径改良路基具有良好的冷量交换与热屏蔽双重作用,最后利用导热学与多孔介质理论,简单介绍了粒径改良路基温度场计算方法,并在此基础上给出了多年冻土地基融沉量的计算方法。     

基于FLAC3D的季节冻土路基冻融变形分析

为了研究季节冻土路基温度场及变形场的动态变化规律,利用FLAC3D软件及内嵌的FISH语言,编写了路基计算参数随温度变化的程序,对兰新二线典型冻土路基的冻融变形问题进行了更准确的模拟分析。通过建立路基计算模型,对路基温度场与实测资料进行了对比分析,验证了模拟方法的有效性与可靠性;通过模拟不同高度的路基在冬、夏季时的冻融变形情况,得出路基高度H是影响冻土地区路基热稳定性的重要因素。研究表明:路基高度H不同,路基上各点的冻融变形随时间的变化规律相同,而变形量均不相同;冻融引起的路基表面和内部沿深度方向各点的变形差别很大;最后通过比较得到既符合路基稳定性又符合工程经济性的最佳路基高度,对冻土路基的设计和施工有一定指导意义。     

多年冻土场地路基地震加速度反应谱特性研究

多年冻土场地路基及与之相关土工构筑物的抗震己成为以往研究不足、而目前道路建设中又必须尽快解决的重要工程问题之一。以在建的青藏铁路工程的抗震设计与地震加固为应用背景，基于若干种较为典型的冻土场地路基工况，采用非水平场地土体(土工结构物)地震反应分析的二维动力有限元法，分别输入E1 Centro波及天津波，开展多年冻土场地路基地震加速度反应谱的研究工作。研究表明，在高频E1 Centro波和低频天津波输入下，无论冻土层存在与否，路基地震加速度反应谱均主要表现为高频脉冲型，反映了路基的地震冲击型破坏作用；当输入高频E1 Centro波时，在中、低频段，含冻土层路基的地震加速度反应谱较不含冻土层路基的地震加速度反应谱大；而在低频天津波输入下，冻土层存在与否，对路基地震加速度反应谱的影响较小。与不同的场地地形条件相比，输入地震波频率的不同，对冻土路基地震加速度反应的影响更大，尤其是当存在融沉盆时更加剧了路基的地震加速度反应。     

路基沉陷预计及其安全性评估

1 INTRODUCTION The underground-excavated rooms are formed after constructing underground projects，mining me-tallic and non-metallic ore and taking out excessively groundwater. The ground subsidence is caused as a result of underground excavation. A roadbed sub-sidence (including stations，bridges，tunnels，road-bed，upper buildings，signal system and so on) is caused by the ground subsidence. The security of railway transportation is greatly threatened due to ground subsidence caused by…     

季节性冻土区高速铁路路基填料及防冻层设置研究

 由于高速铁路对变形的高要求,在季节性冻土区修筑高速铁路,路基的防冻胀问题尤为关键。通过借鉴、分析国内外各行业对地基、路基填料的冻胀敏感性分类,以及国内外公路、铁路等行业对防冻层设置的具体技术要求和工程措施,结合哈大客运专线工程具体要求,讨论适应我国季节性冻土地区高速铁路路基填料的冻胀分类的技术指标。通过现场监测数据对比分析冻胀量沿路基冻深的分布状况,发现高速铁路路基冻胀变形量的70%出现在路基基床底层上部,以此来评价防冻层设置厚度。并应用有限元法进行数值计算,结果表明,使用改性A,B组填料的路基最大冻结深度要较使用普通A,B组填料的路基小20～30 cm,同时回暖速度也快于普通路基,说明使用改性填料的路基具有良好的保温效果和升温速率。     

季节性冻土地区高速铁路路基地温分布规律研究

 研究路基及周边地区土体地温的分布规律是季节性冻土地区高速铁路路基的稳定性分析的重要基础。结合哈大(哈尔滨--大连)高速铁路双城地区3 a的现场监测数据和气温资料,分析坡脚、天然位置及路基不同位置的地温分布规律。在此过程中,利用地温振幅、平均地温等结果,建立相应的地温估算公式,为确定数学模型的基本边界条件提供依据。建立非稳态相变温度场的数学模型,研究路基地温随时间的变化特点和沿深度的分布规律,并预测地温场的变化趋势。现场监测和模拟计算结果表明：地温分布规律主要与土体构成、土体热扩散能力、气候和位置等因素有关。季节性冻土地区高速铁路路基最终形成较为稳定的季节冻结层,相对稳定的地温和不对称的地温场。路基阴阳坡地温场的不对称,可能导致路基横向差异变形和纵向的不均匀变形,进而影响路基的稳定性。     

关于路基沉陷的原因分析

结合路基沉陷的基本情况,通过对路基沉陷产生的原因进行分析,为广大的一线施工人员提供了防止路基沉陷应该采取的保证措施,从而真正为保证工程施工质量,促进公路事业的发展做出贡献.