水分迁移引起的季节性冰冻路基病害及防治措施

详细分析了水分迁移对路基病害的影响,揭示了冻胀、翻浆、融沉病害的机理,并在综合考虑影响水分迁移的多种因素的条件下,提出了防治路基病害发生的措施,以结合新材料、新工艺及施工时的实际条件,综合运用各种防治措施更好地解决季冻区路基的病害问题。     

单向冻结条件下饱和粉质黏土的冻胀试验研究

在单向冻结条件下对饱和粉质黏土试件进行了6种工况下的室内冻胀试验研究.结果表明:冷端温度、压实度、温度梯度、上覆压力和补水条件是影响土体冻胀变形的关键因素;温度梯度、冷端温度和上覆压力与土体冻胀变形呈反比,压实度与土体冻胀变形呈正比;冻胀率是表征土体冻胀敏感性的关键指标,与材料参数和冻结条件有关.最后,基于试验研究提出了用于指导工程应用的路基冻胀病害防治措施.     

冻融指标在季冻区公路路基病害研究中的应用

针对路基病害问题进行了一系列粘性土的室内冻胀和融沉试验,详细研究了冻胀率和融沉系数与土的物理指标间的关系,给出了相应经验方程和分类划分标准,该研究成果在北方某公路路基病害调查中得到很好应用,并对路基病害防治、路基设计具有重要意义。     

季节冻土区高速铁路路基冻胀特性研究

总结了季节冻土区铁路路基的冻胀特点,分析了影响冻胀的主要因素,如土质、土中的含水量和温度,基于前人的研究成果,总结了路基防冻胀的措施,包括设置保温层、改良填料特性和控制水分条件。上述研究成果为避免季节性冻土区高速铁路路基冻胀病害的发生提供了重要的指导作用。     

铁路路基冻胀模糊综合评判

影响铁路路基冻胀的因素很多,文中就冻胀产生的影响因素进行分析,并采用模糊综合评判法对土体冻胀进行预测。模糊评判模型,通过主客观赋权相结合的方法确定指标权重,对路基实例进行冻胀预测分析,与实际冻胀数据比较,评价客观、真实、有效。为预报路基工程病害、进行工程改建和整治设计提供服务。     

谈公路工程路基病害及其治理措施

针对公路工程路基常见病害——边坡病害、路基水毁、路基沙毁及冻胀与翻浆,分析了其产生原因并提出了防治措施,结合工程实例进行了论述,以减少病害的发生,保证道路交通安全。     

高纬度岛状多年冻土区公路路基施工技术分析

结合国道332线阿里河至库布春林场段一级公路工程设计与施工,根据大兴安岭地区高纬度岛状多年冻土区气象特点、水文情况、不同地质条件下多年冻土物理力学性质,对高纬度岛状多年冻土区路基设计与施工方法及相应的技术措施进行总结,保证了路基安全顺利施工,降低了路基施工后由于多年冻土退化而引起路基冻胀、融沉等病害,使多年冻土环境得到...     

路基冻胀影响因素数值模拟分析

温度、土质和路基含水量是影响城市道路冻胀的主要因素,研究路基冻胀的影响因素,对保持路基稳定、控制路基沉降、提高路基耐久性具有重要作用。本文针对这三种因素采用有限差分软件FLAC3D对路基的冻胀过程进行模拟。结果表明:持续缓慢的负温会引起土体冻结速率加快,冻深加大,冻胀作用增强;冻胀敏感性土是路基产生冻胀的条件之一,颗粒越小,冻胀性越强;路基冻胀与路基含水量关系密切,只有路基的初始含水量超过起始冻胀含水量时,路基冻胀才会发生,路基冻胀量随含水量增加而增大。     

冻胀敏感性对黏土力学性能影响的离散元分析

冻胀是寒区路基的常见病害,通常是由于黏土在低温下发生冻结引起的,故研究黏土冻胀敏感性对其力学性能的影响具有现实意义。文中基于离散单元法,建立了三维冻胀黏土离散元数值模型。根据黏土颗粒在冻结条件下的微观变化,分析黏土试件冻胀对其力学性能的影响。模拟结果表明,低冻胀率(0%～3%)对试样的抗压强度影响较小,但随着冻胀率增大,试件内部损伤加剧。当冻结黏土级配较为单一或者粒径差距较大时,抗压强度会小幅衰减。     

水泥混凝土路面路基冻害及其影响因素

研究了路基冻害的机理,并对路基冻胀与融沉的成因进行了分析,明确了路基冻害主要是路基土质、密度以及含水率等因素综合影响的结果,为解决类似工程病害问题提供了依据。     

饱和粉土冻胀过程试验研究及数值模拟

 为了研究温度梯度、冻结速率、土样高度和竖向压力对冻胀的综合影响,在不同试验条件下对饱和粉土进行了一系列一维土柱冻胀试验,试验中测量土样温度、竖向压力、冻胀量和补水量。试验结果表明：在温度场处于准稳态时,冻胀速率与温度梯度成正比例增长关系,冻胀速率随着竖向压力增大而线性减小;定义比冻结速率为冻结速率与土样高度之比,当温度场处于瞬态时,冻胀速率随比冻结速率成幂函数增长,增长率随着比冻结速率增大而减小。提出了综合考虑温度梯度、冻结速率、竖向压力和土样高度的冻胀计算公式,在此基础上推导了考虑水分迁移的冻土热扩散方程,提出了模拟冻胀和温度变化的数值模拟方法,通过一个数值算例计算了冻结过程中的温度和冻胀量变化,并与实测结果对比验证了该方法的可靠性。     

低温热力耦合下岩体椭圆孔(裂)隙中冻胀力与冻胀开裂特征研究

寒区岩体工程含水孔(裂)隙中低温水冰相变会产生冻胀力与温度应力,岩体冻融损伤与断裂是由温度应力和孔(裂)隙中的冻胀力共同作用的结果。考虑温度应力对椭圆孔(裂)隙形变的影响,推导了椭圆孔(裂)隙中的冻胀力解析方程;基于最大拉应力准则,得到了低温热力耦合下椭圆孔(裂)隙周围最大拉应力与冻胀开裂角,建立了椭圆孔可简化为椭圆裂隙进行冻胀计算的临界条件;最后采用改进的等效热膨胀系数方法对隧道单裂隙围岩冻胀力与裂隙尖端应力场进行了数值分析。研究结果表明:(1)椭圆孔中的最大冻胀力与岩石的热膨胀性、裂隙倾角和裂隙长短轴比χ等因素有关;(2)长短轴比χ≥10的扁平椭圆孔可简化为裂隙进行计算分析,此时冻胀基本发生在裂隙尖端且尖端拉应力集中明显;(3)改进的等效热膨胀系数方法可以很好的模拟裂隙中的冻胀力与裂尖应力场。     

桩的抗拔稳定性分析与研究

分析了桩基冻拔产生的原因,针对冻土的特殊性和复杂性,介绍了用断裂力学作为解决桩基冻拔问题的手段,并建立冻土桩基作用机制,概念清楚,方法可行,开辟了桩基抗拔稳定研究的新思路,有较深的研究和推广价值。     

低温冻结岩体单裂隙冻胀力与数值计算研究

寒区岩体工程中含水裂隙随温度降低会发生水冰相变产生冻胀力,内部冻胀力会驱动裂隙发生Ⅰ型扩展,从单裂隙入手,基于弹性力学、渗流力学和相变理论,建立了考虑水分迁移下的冻胀力求解模型,冻胀力不仅随着水分迁移通量的增加而迅速降低,还与岩石基质以及冰体的力学强度参数有关。采用等效热膨胀系数法对低温裂隙中水冰相变下热力耦合应力场进行了模拟分析,并与理论模型计算结果进行对比,结果表明冻胀力解析解与数值解吻合较好;结合断裂力学,利用应力外推法得出了裂隙尖端应力强度因子的数值解,与理论解析解及半解析解也具有较好的一致性,最后通过实例验证了等效热膨胀系数法的可靠性,可为研究低温裂隙岩体冻融损伤与裂隙扩展研究提供参考。     

青海地区季节性冻土冻胀机理

分析了青海地区季节性冻土的冻胀机理,并通过研究毛细理论、Miller第二冻胀理论和分凝冻胀理论,得出冻胀的影响因素,分析表明,季节性冻土冻胀形成的主要因素是负温,提高地表温度将有助于从根源上解决路基冻胀病害的发生。     

动、静荷载作用下细粒土的冻胀特性实验研究

随着列车速度的不断提高,季节冻土区路基工程的冻胀问题也越来越突出。为研究细颗粒土在动荷载作用下的冻胀特性,进行了无荷载、静荷载和动荷载条件下室内开敞系统的冻胀实验,对比分析了无荷载、静荷载和动荷载条件下细粒土的冻胀变形、水分迁移速率及土中含水量的分布。实验结果表明：静荷载、列车动荷载对土的冻胀都具有一定的抑制作用,随着外荷载值的增大,该细颗粒土的冻胀率逐渐减小;且当静荷载值等于动荷载幅值的二分之一时,动、静荷载对细颗粒土冻胀的影响基本相同;土冻结过程中水分迁移速率随着冷却温度的降低而逐渐增大,而随列车动荷载值的增大而相应降低;土的冻胀特性基本不受列车动荷载频率变化的影响。     

兰新线路基土冻胀特性试验分析

为了研究兰新线路基土冻胀特性,进行了不同含水量、不同压实度的封闭系统冻胀试验和开放系统冻胀试验。试验结果表明,在封闭系统下冻胀量随含水量的增大而增长,随压实度增加而减少;开放系统冻胀量远大于封闭系统冻胀量,且与初始含水量有关;在冻结的过程中,冻土中的水分出现了重分布现象。     

裂隙岩体冻融损伤研究进展与思考

 裂隙岩体具有不同于土体的结构和强度特征,现有冻土理论不能解决低温岩体裂隙冻胀开裂、扩展演化问题,冻融过程中水分迁移机制、冻胀力的量值与萌生消散机制以及裂隙冻融扩展演化机制等是研究裂隙岩体冻融损伤的关键问题。对裂隙岩体中的水分迁移机制研究应立足于微观尺度,从分凝冰理论入手,关注于未冻水膜的迁移机制。低温裂隙岩体冻融损伤程度受到裂隙中冻胀力大小控制,而冻胀力大小和裂隙冻融扩展机制与裂隙的空间位置形态、未冻水含量、冻结温度以及岩石的物理力学性质等因素有关。几十年来,对岩体冻融裂隙扩展的研究主要集中在理论模型探究、室内裂隙岩体冻融试验和现场监测分析3个方面,取得了丰硕的成果,但目前关于冻岩的研究还远未成熟,要深入揭示裂隙岩体冻融损伤演化机制,还应借助于室内试验从裂隙岩体冻融水分迁移机制入手,以探究冻胀力量值的求解方法为初步目标,进而结合岩体裂隙扩展准则研究冻胀力对岩体裂隙网络发展的影响。     

寒冷地区客运专线路基冻胀变形观测方案研究

为解决寒冷地区铁路路基本体冻胀后引起轨道几何形态指标超限问题,从评估气温、路基填料含水量对路基冻胀的影响,了解路基本体内水分的迁移、不同深度范围土体冻胀的过程和冻胀量等方面着手,提出了寒冷地区客运专线路基防冻胀变形观测方法,解决了路基防冻胀变形设计无参考依据的难题。     

宁波轨道交通人工冻土物理力学特性试验研究

为了给宁波轨道交通人工冻结提供设计、施工参数,对宁波海相沉积人工软土开展了冻胀融沉、抗剪强度和单轴抗压强度试验研究,获得了江厦桥东—天一广场区间人工冻结工程主要地层在开放条件和封闭条件下的冻胀率和融沉率以及冻土的抗剪强度指标及极限抗压强度值。结果表明：开放条件下各土层的冻胀融沉较封闭条件下大,且随含水量的增加而增大;冻...