高速铁路路涵过渡段路基冻结特征试验研究

 对典型涵洞的路涵过渡段路基土体的冻结特征展开监测,并分析路涵过渡段路基及其下地基土的冻结特征和时空变化过程及其对路基稳定性的影响。结果表明,涵洞的存在使得台后路基冻结深度约为天然场地最大冻结深度的2倍,同时涵顶和涵底的冻结时刻和融解时刻均较涵侧要早;涵洞间接充当了通风管道的作用,减弱了路基的阴阳坡效应差异;涵洞的存在对其周围路堤的温度场有明显的影响,其显著增大了涵顶、涵侧填料温度随气温变化的幅度。通过对路涵过渡段土体冻结特征的监测分析,为涵下地基处理和路涵过渡段的路基填料选择及铺设方式提供参考。     

高填方双管涵洞减荷试验研究

为解决高填方涵洞受力过大的问题,在一双管涵洞上铺设不同密度、不同厚度的单层或双层可发性聚苯乙烯板(EPS板)进行减荷试验,并与未减荷段进行对比,结果表明:涵顶铺设EPS板可以大大减小涵洞受力,涵顶竖向土压力仅为未减荷段的1/3、土柱压力的1/2;同时,EPS板铺设越厚,减荷效果越好,但其效果随板厚的增大而递减,双层叠加...     

季节冻土区保温路基设计参数

在季节冻土区,尤其是在深季节冻土区,冻害对铁路路基寿命有着严重的影响,因而抑制路基冻胀是季节冻土区路基设计的基本原则。本文对铺设保温层的效果,运用土壤冻结条件下水热耦合输移的基本方程和数值方法,模拟分析在不同的埋深、宽度、厚度和施工季节条件下,铺设XPS保温材料板对路基下季节冻土最大季节冻结深度在以后50年内随时间的变化。在数值模拟的基础上,提出在季节冻土区铁路路基工程中埋设保温层的合理深度、宽度及施工季节;总结分析保温板厚度和路基填土高度之间的关系。     

基于沉降控制的高路堤涵洞纵向调荷技术

为解决高路堤涵洞纵向不均匀沉降所带来的病害问题,基于纵向沉降控制的高路堤涵洞调荷机理,利用有限元软件研究涵洞填土与地基土特性以及不同EPS板参数对涵顶垂直土压力和涵底土体沉降的影响,通过离心模型试验探讨涵洞纵向铺设EPS板对高路堤及涵洞的沉降的影响。通过数值模拟计算,分析不同EPS板模量、铺设范围、厚度以及地基处理范围对高路堤涵洞纵向沉降差减少率的影响。研究结果表明:①填土模量与泊松比对涵顶垂直土压力及涵底土体沉降的影响不显著;②随着地基土模量与泊松比的增加,涵底土体纵向沉降趋于均匀分布;③数值仿真与离心模型试验成果得出,沿涵洞纵向分层铺设EPS板时,涵洞纵向调荷效果最佳;④通过数值模拟计算得到了基于纵向沉降控制的高路堤涵洞调荷设计计算方法。     

媒体重头文章概览

<正>《土木建筑与环境工程》05/2014深季节冻土区涵洞热高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     

UHTCC对寒冷地区混凝土坝温度场的影响

为解决混凝土坝越冬期因温度梯度脆性开裂问题，文中采用超高韧性水泥基复合材料永久保温模板，使用朱伯芳混凝土温度场简化算法及ABAQUS，计算表面裸露及外设永久保温板的混凝土坝温度分布情况。研究发现坝体表面采用75 cm厚超高韧性水泥基复合材料保温板时，坝体表面温度提高6.6℃；混凝土表面最低温度从-12.4℃，上升至7.1℃，保温效果优异。并对超高韧性水泥基复合材料保温板厚度进行参数分析，研究表明随着超高韧性水泥基复合材料保温板厚度增加，混凝土表面温度降幅进一步减小，混凝土表面得到有效保温。     

高填土盖板涵EPS板减荷试验及设计方法

为了寻求最佳减荷效果和完善减荷措施设计,继以往试验成果,在一盖板涵涵顶与涵侧分别铺设了不同厚度的EPS板进行现场减荷试验。结果再次表明:通过EPS板的压缩变形协调,能够显著减小涵顶与涵侧的土压力,且铺设的EPS板越厚,土压力越小,但其减荷效果增幅递减;采取减荷措施后涵洞的沉降量也明显减小,同时改善了涵洞纵向的不均匀沉降。依据作者原推涵洞土压力理论公式,建立了简明的EPS板减荷设计方法,并提出了减荷措施的适用范围及EPS板切割、铺设以及施工要点。     

减载条件下高填方刚性涵洞受力特性研究

为了研究减载条件下高填方刚性涵洞结构的受力特性,本文采用数值模拟和理论分析的方法研究了减载涵洞的受力及内力分布。研究结果表明,在涵顶铺设柔性材料的可以缓解涵顶应力集中。但是,采取减载措施后使得涵洞侧墙水平土压力增大,且使得涵洞侧墙弯矩增大。     

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。     

深基坑支护体系冻胀变形及控制三维数值分析

针对季节冻土区越冬深基坑工程,着重分析由于土体冻胀而导致的支护结构异常变形问题,基于哈尔滨地铁3号线某车站深基坑工程实例,利用ABAQUS有限元分析软件建立基坑的三维有限元模型,模拟其开挖施工的全过程,并将分析结果与实际监测数据进行对比,验证了模型的合理性;使用FORTRAN语言对ABAQUS软件进行二次开发,建立土体的冻胀与温度场之间的函数关系,模拟了深基坑越冬过程中由于外界温度改变而导致的基坑土体冻胀变形、围护结构位移及内支撑轴力变化。提出了在基坑侧壁贴设保温板以控制土体冻胀的防护措施,并以墙身位移和内支撑轴力为指标分析不同厚度的防火型XPS板对基坑保温效果的影响,最后给出了贴设保温板的经济厚度,为今后类似工程提供了参考。