冻土墙墙体时空扩展的材料非线性有限元分析

用于人工冻土墙形成过程相关计算的Sanger—Saylcs经验公式虽然有便于工程使用的优点，但由于该公式是Fourier热传导方程在轴对称条件下的求解结果，与实际工程条件相差甚远。对结构形成过程中的能量计算采用了不合理的温度分布假设，计算结果不能令人满意。而又，该公式只能处理单值的热物理参数问题，因此，这些都限制了公式的应用。运用有限元分析征序，完成了对热物理参数非线性变化的土体材料的人工冻结过程的计算分析，模拟了冻结结构时空扩展过程，深入研究了土体内的温度分布以及能量消耗等具有实际工程意义的问题，在此基础上推厂出的关于冻结过程的能量消耗计算的一般形式，对人工冻土墙的工程设计具有重要的意义。     

青藏高原多年冻土区热融滑塌模型试验研究

热融滑塌是青藏高原多年冻土区一种特有的浅层滑坡现象,也是伴随着青藏公路建设和运营过程中出现的一种灾害性的地质现象。国内仅对这一特殊的冻土地貌现象在一定范围内引起关注,没有从科学方法上做过系统的研究,为了适应工程实践的需要,开展相关研究工作非常必要。本文以青藏公路K3035里程的热融滑塌体为原型,以原状土样作为试验材料,以相似理论为基础,按1∶10的比例制作了相似模型,通过模型试验揭示了冻土斜坡在冻融循环过程中的某些特有现象及温度-变形耦合规律。     

人工冻结梁构件中不同加筋作用的对比试验研究

考虑土层冻结构件中冻结管的加筋作用，对于增加冻结构件强度，减小变形量，提高人工冻结支护工程经济效益有重要作用。为研究冻结管对人工冻结构件的加筋作用，通过淤泥质粘土人工冻结梁构件三点弯试验，获得了中级载荷我件的位移值。根据对冻土梁加筋与否，构件特定力学响应的比较，完成了冻结管加筋作用的量化分析。     

深季节冻土区涵洞热状况分析

为分析深季节冻土区涵洞对路基及其下地基热状况的影响,建立了涵洞温度场计算模型,基于已有的试验涵洞监测数据,对比分析了所建模型的可靠性,再在该模型基础上,通过改变材料参数和模型尺寸,进行不同情况下的数值计算。结果表明：模拟季节冻土区涵洞温度场时,需要充分考虑热对流效果,忽略填土热对流效果是不合适的,考虑热对流效果的模型在定性和定量上均与现场监测情况一致;在季节性冻土区涵洞设计工作中,应该采取一些积极措施避免或减少对流传热对涵底冻深发展的影响;涵底最大冻结深度随着含水量呈三段式的变化规律：随其增大先减小,后减小速度变缓甚至冻深略有增加,最后又趋于减小;寒区涵洞内径的尺寸对涵底冻结深度方面的影响较大,而净高对涵底冻结深度方面的影响很小,可以不考虑。     

基于模糊数学的寒区高速铁路路基稳定性评价及应用分析

新建哈尔滨至大连客运专线是我国寒区第一条建设运营的高速铁路,其社会经济意义十分突出.为实现对寒区高速铁路路基稳定性问题的多因素量化评价,应用模糊数学理论提出了寒区高铁路基稳定性模糊综合评判方法.基于可代表性和易操作性的原则从路基土体填料、工程条件、水力环境、热力条件以及地质地貌单元确立了5个一级因素指标和16个二级因素指标,采用层次分析法分配各因素指标的权重,并应用模糊统计法和专家评分法对各个因素指标按稳定性等级进行量化分级并赋值,最后基于安全可靠度原理并考虑各个影响因素之间的关系,提出了综合评价方法.应用该方法评价的哈大高铁无碴轨道路基长春西试验段路基稳定性可靠度为0.889 7,评价体系按照加权平均法最终得分为72.902分,显示出路基处在较稳定的状态,取得了与工程实际相一致的评判结果.由此表明:采用模糊综合评判的方法评价寒区高速铁路路基的稳定性具有合理性和可操作性,为寒区高速铁路路基设计和运营管理提供理论支持.     

黄土剪切应变硬化-软化分类试验研究

通过对不同方向的原状黄土和不同密度及含水率的重塑黄土的室内剪切试验,较为系统地研究了黄土在不同类型荷载作用下的破坏特点及规律性。结果表明:黄土轴向压缩破坏类型可分为强软化型、一般软化型、弱软化型、一般硬化型、弱硬化型、强硬化型,E-B模型能很好地反映硬化类型材料的应力一应变特性,通过对E-B模型进行推导,得出依据应力一应变曲率进行判别硬化程度的新方法。根据软化类型黄土峰值应力过后的斜率不同,提出了依据峰值应力后斜率判别黄土软化程度的新方法。工程中黄土理想含水率应低于15%。研究结果对黄土强度特性的理解具有一定的参考意义。     

多年冻土区桥梁工程桩基础服役期温度场研究

 选取青藏高原国道214沿线低温基本稳定区查拉坪旱桥桩基和高温不稳定区花石峡试验场桩基,对其运行期内地温进行连续监测。基于现场地温实测数据,从冻土上限、冻结及融化过程3个方面,分析桩基对冻土地温的影响,显示因桩基良好的导热性能加剧了桩周冻土与大气的热交换,桩周地温年较差明显增大。结合勘察设计资料建立数学模型,应用有限元数值模拟方法就桩基对地温场的长期影响进行预测,结果表明,未来50 a气温上升2 ℃的情况下,桩侧冻土上限与天然上限差异有所增大,桩侧多年冻土温度升高,该现象在高温不稳定冻土区表现得更为明显。所得结论可为多年冻土区桩基设计、降温保护措施采取及运行管理措施实施提供参考。     

多年冻土地区斜坡稳定性评价问题

根据土体温度的截然不同,多年冻土区的斜坡稳定性可以简单地划分为正冻土斜坡稳定性和正融土斜坡稳定性两大类。正冻土斜坡的变形以蠕变为主,基于蠕变,文中介绍了坡体不同深度处变形速率的计算方法。正融土斜坡变形与失稳兼顾了蠕变、滑动、坍塌和倾倒等几种变形与破坏,其中地下冰的融化在斜坡失稳中起到了十分重要的作用。基于典型热融滑塌型斜坡失稳,针对不同的渗流条件建立了其稳定性评价方法。     

基于超声波测试的冻融循环作用下混凝土强度损伤演变研究

针对高寒地区混凝土抗冻耐久性问题,在混凝土中加入不同掺量的粉煤灰研究其抗冻性能,通过非金属声波检测仪进行冻融循环过程中混凝土强度无损测试,研究了冻融循环作用下混凝土强度损伤和动弹性力学参数的演化特征,分析了冻融循环过程中混凝土声波波速与力学性能变化规律。研究结果表明:掺入引气剂能够提高混凝土的抗冻性,相同引气剂掺量下,粉煤灰掺量为10%的混凝土抗冻性较好;冻融循环过程中,超声波纵波波速、横波波速与动弹性模量、动剪切模量均随着冻融循环次数的增加呈相似性衰减,且存在较高相关性。     

冻土墙墙体时空扩展的材料非线性有限元分析

运用有限元分析程序 ,完成了对热物理参数非线性变化的土体材料人工冻结过程的计算分析 ,模拟了冻结结构时空扩展过程 ,深入研究了土体内的温度分布以及能量消耗等具有实际工程意义的问题 ,在此基础上推导出关于冻结过程的能量消耗计算的一般形式 ,对人工冻土墙的工程设计具有重要的意义。