Strength Characteristics of Frozen Saline Soils

Methods for determination of the strength characteristics of frozen saline soils (FSS) are examined. The shear parameters C _lt and _lt for typical soils of the Yamal Peninsula are determined over a broad range of negative temperatures (from – sign;1 to – sign;8°C) and salinities (from 0 to 1.5%). Proposed tabular data on strength characteristics of FSS make it possible to use them in calculations to determine limiting loads on bed soils.     

Effect of Freezing Conditions on the Shear Strength of Soils Frozen Together with Materials

The relationship between the strength of soils frozen together with materials on the roughness of their surface is analyzed under different temperature conditions. The formation of an ice interlayer at the contact between the frozen soil and material, and its effect on the adfreezing strength are investigated.     

Determination of Rheologic Characteristics of Frozen Soils and Beds by Relaxation Tests

Various methods of evaluating the rheologic properties of frozen soils are examined. Theoretical basis is given for relaxation methods of testing, means of processing experimental data, and analysis of test results.     

Potential for Use of Time-Analogy Methods in Mechanics of Frozen Soils

The possibility of using time-analogy methods to predict the long-term strength and long-term deformation of a foundation bed in a period equal to the service life of the structures is demonstrated on the basis of experimental and theoretical data.     

围压对冻土强度特性的影响

在高围压条件下，对冻结兰州砂土进行了三轴压缩试验。试验结果表明，围压的增大明显增强了冻土的塑性性能；同时，随围压的增大冻土的强度增加，但随围压的进一步增加，强度出现降低趋势。即围压的增加可以抑制冻土的膨胀软化效应，也可以诱导膨胀软化现象。随围压的增大，强度变化过程可分为三个区：强度增加区、强度缓慢降低区和强度急剧下降区。在此基础上，给出了冻结兰州砂土的融化压力。     

一种纯气体水合物相平衡的判定方法

分析了国内外气体水合物相平衡测定方法,在恒温压力搜索法的基础上,通过合理的改进,设计了一套可以应用于反应盲釜中气体水合物相平衡判定的实验方法。以甲烷水合物相平衡实验为例,介绍了该改进方法的原理、操作步骤及实验结果,实验结果与软件预测结果吻合较好,误差在工程应用的允许范围内。     

考虑相变作用的季节冻土路基冻融稳定性研究

考虑相变和全球气温升高的影响,采用有限差分法FLAC3D软件,对新建兰新铁路第二双线季节性冻融段的路基稳定性进行了研究.通过建立路基模型,选取适当的模拟计算参数、边界条件、初始条件、处理相变及求解方法,对考虑相变情况下路基温度场和变形场进行数值分析.分析表明,相变作用对路基温度场的影响很大;高度为4.2m的路基发生冻胀时,路面的相对变形较小,面路肩的相对变形较大,在距离坡脚约1m处会有很大隆起变形,路基的稳定性受到较大影响.     

非平衡相变与热带气旋的运动

采用哈肯协同学的非平衡相变理论，从理论上指出一种热带气旋运动的概率预报方法。     

寒区路基工程与多年冻土间相互作用问题研究进展

多年冻土地区兴建的道路、工业设施以及大型土木工程建筑工程等,都会受到多年冻土稳定性问题的影响。土壤中的热状况、水分状况及其变化是引发冻害及严重程度的主要因素。基于工程稳定性、耐久性及积极性考虑,建立可靠的路基工程冻土热环境评价方法和合理准确的路基温度场计算模型对指导寒区工程建设有重要意义。本文从冻土介质热质耦合输运过程的机理及理论模型、温度场相关问题的计算方法及工程应用等几个方面简要综述了近年来国内外有关多年冻土地区路基工程与冻土间相互作用问题的研究现状和进展。     

北京地区非饱和土土压力初步研究

根据朗肯土压力理论,北京地区土压力计算值远大于实测土压力值。针对这个急需解决的问题进行了探讨,引入广义朗肯土压力公式,结合北京地铁13号线东直门车站基坑支护工程,对理论计算土压力和实测土压力进行了详细的分析,给出了该地区非饱和土土压力计算的基于试验指标的广义朗肯土压力表达式。     

Determination of Strength Characteristics of a Frozen Foundation Bed while Interacting with Piles from Results of Static Tests

A procedure is examined for determination of strength characteristics of frozen soils of a foundation bed while interacting with piles directly from results of static tests (and not from the Construction Rules and Regulations); this will permit significant improvement in the validity of these characteristics.     

基于CT图像的冻结岩石冰含量及损伤特性分析

冻结岩石中冰含量对其热力学及损伤特性有重要影响,研究岩石冻结过程中冰含量随温度的变化规律可以为冻结岩石工程的安全稳定性评价提供科学依据。运用CT识别技术,进行不同温度梯度下冻结岩石的CT扫描实验,获得20 ℃、-2 ℃、-5 ℃、-10 ℃、-20 ℃、-30 ℃下岩石的CT扫描图像,实现了冻结岩石CT图像的伪彩色增强和直方图分析,完成了冻结岩石冰含量及损伤信息的数字表述,对冰含量随温度的变化规律进行定量分析。依据损伤力学理论,定义以冰含量表示的冻结损伤变量,探讨了未冻水含量和温度梯度对冻结岩石损伤特性的影响规律。研究结果表明:(-2 ℃,-5 ℃)是水冰剧烈相变的温度区间,冻结损伤演化起始和急剧增大阶段;(-5 ℃,-10 ℃)是冻结损伤发展阶段;(-20 ℃,-30 ℃)是冻结损伤趋于稳定的温度区间。所定义的冻结损伤变量能够描述温度降低过程中岩石损伤的演化过程,基于冻结岩石CT图像伪彩色增强的冻结岩石损伤演化的定量分析为冻结岩石工程的稳定性研究提供了新的思路和方法。     

季节性冻土环境下混凝土短桩基础抗冻拔研究

结合寒冷地区某公园人工湖船台工程,通过现场试验,确定船台桩基切向冻胀力作用下的摩阻力值和上拔位移.对船台桩基采用刚性套筒或柔性套筒的抗冻拔方案建立试验船台,并和现场不采用抗冻拔措施的船台比较,发现采用加套筒方案,试验船台在寒期内产生的位移平均值为2-3mm,较自然冻拔船台位移小90%.考虑精密水准测量精度±2mm,船台基本上没有冻拔位移,证明抗冻拔措施成功、有效.     

膨胀力在非饱和土强度理论中的作用

回顾了Ｂｉｓｈｏｐ和Ｆｒｅｄｌｕｎｄ提出的两种用吸力（ｕａ－ｕｗ）计算吸附强度的理论公式，提出了非饱和土抗剪强度是由以下三个部分组成：①真凝聚力ｃ；②外力产生的摩擦强度（σ－ｕａ）ｔｇφ；③吸力所产生的内摩擦强度（吸附强度）τｓ。并对三种理论公式及吸附强度计算式进行了总结对比，指出Ｂｉｓｈｏｐ和Ｆｒｅｄｌｕｎｄ公式因其吸力及参数均复杂难以测定，至今尚未能在工程实际中广泛应用，而本文公式因膨胀力ｐｓ和参数ｍ测定技术简便易行，可为非饱和土抗剪强度的研究工作提供一条新的探索与发展途径。     

冲击速度对冻土冲击韧度的影响

为研究不同冲击速度条件下冻土冲击韧度的变化特性，以及冻土在高应变速率下的强度特性，采用传统冲击试验机对冻结兰州黄土、兰州中砂和纯冰进行了不同冲击速度、不同温度条件下有缺口冲击试验研究。试验结果发现裂纹在试样中扩展所需能量随速度的增加而增加，并与试验样品种类密切相关。随着温度降低和锤速的增加，试样冲击韧度的敏感性也随之加大，试验范围内锤速产生的影响要远大于温度产生的影响     

冻土冻胀及其对管道的作用分析

在冻土区敷设长输管道需要考虑冻土冻胀对管道的作用,以防止管道出现过大的应力或应变而危及管道的安全运行。针对冻土冻胀作用对管道的影响提出了分析计算方法,包括冻土冻胀量计算、管道周围温度场计算模型、管道与土壤的相互作用模型以及基于应变的管道失效判据。其中,冻土冻胀量的计算主要基于冻土分凝势和蠕变,温度场模型根据考虑地面环境温度变化和管输介质的温度,管道与土壤的相互作用模型计算差异冻胀情况下管道的应力与应变。计算分析了在温度降低过程中土壤的冻结深度和冻胀位移,以及管道在冻胀作用下的变形,结果表明,冻土差异性冻胀引起管道弯曲变形,其最不安全位置发生在两种土壤的交界处附近。     

盾构隧道开挖面极限支护压力三维极限平衡解

通过优化楔形滑块倾角并考虑滑块侧面土体抗剪强度的影响,对现有三维梯形楔形体模型进行改进,建立了一种盾构隧道开挖面极限支护压力的三维极限平衡计算模型.推导了极限支护压力的计算公式,并通过优化分析得到了其最优解.通过优化得到的滑块倾角随隧道埋深增加略有减小,随土体内摩擦角Ψ增大而增大,且高于通过(r)/4+Ψ/2得到的值....     

冻土静止侧压力系数的试验研究

在土力学中,静止侧压力系数(K₀)是一个重要的力学参数。对于融土,K₀同土的干密度、土质和受力历史等因素间存在着密切的联系;对于冻土,由于土中冰的存在,K₀同温度间也存在着紧密的联系。本文对两种不同土质的冻土样进行了K₀试验,研究表明温度、干密度、土质以及受力历史均同冻土的侧压力系数存在着独特的内在联系。根据试验结果,K₀同温度、粉粘粒含量和加载次数成正比而与干密度成反比;同时,由这些因素导致的K₀的差异会随着轴压增大而逐渐减小。另外随着冻土温度的降低,受力历史对K₀的影响也逐渐增大。因此,在工程计算分析中应充分考虑这些因素对侧压力系数的影响。     

非饱和重塑膨胀土各向等压加载试验研究

为分析裂隙和胀缩对非饱和膨胀土屈服和水量变化特性的影响,首先对重塑膨胀土试样进行常温条件的干湿循环,使其形成不同程度的裂隙和孔洞;其次以多功能土工三轴仪为研究工具,对已产生结构损伤的重塑土试样进行控制吸力为常数、净平均应力增大的各向等压加载试验。试验结果表明:随着干湿循环次数的增加,膨胀土试样裂隙和孔洞发育愈加明显,排水能力相应提高;同一吸力条件下,屈服应力随着干湿循环次数的增大而减小;同一干湿循环次数条件下,试样所受吸力越大,屈服应力则相应增大;干湿循环次数增多时,膨胀土的压缩指数在发生屈服前后呈现不同规律,前者一直增大,而后者可看作一常数。     

液化天然气相平衡计算

阐述了 SRK 状态方程和逸度方程,探讨了应用 SRK 方程进行相平衡计算的过程。结合计算实例,分析了计算相对误差。