不同系统单向冻结条件下土体冻胀率与冻结速率分析

冻胀率与冻结速率是描述土体冻胀特性的重要参数,为掌握土体在不同系统单向冻结条件下的冻胀率与冻结速率特点,在相同外界降温速率下开展了不同初始含水率土体在封闭系统与开放系统室内单向冻结试验,观测土体位移及温度垂向变化过程,分析土体冻胀率、冻结锋面迁移规律及冻结速率特点。结果表明,土体在开放系统下冻胀率随时间分布规律受土体初始含水率影响比封闭系统明显;开放系统下冻胀率形成的起始时间比在封闭系统下滞后至少4h,并随着冻结时间的增长,冻胀率的增长差异愈加不同。两系统下冻结速率与冻结深度呈负相关,显著性分析P值为2.09×10~(-5),不同系统对土体冻结速率影响显著;同一系统下,土体的初始含水率对冻结速率亦有显著影响。     

气态水迁移诱发非饱和粗粒土冻胀的试验研究

寒区高铁粗粒土路基冻胀机理问题一直困扰科研和工程技术人员,气态水迁移诱发冻胀是目前广被关注的解释之一,但在直接试验证据方面研究较少.为证明气态水迁移可以诱发非饱和粗粒土冻胀,并进一步阐释非饱和粗粒土的冻胀机制,基于新开发的粗粒土冻胀试验仪,开展了系列的室内试验.结果表明,仅有气态水补给条件下,无细粒含量的粗粒土发生了明...     

土体冻胀对桩锚支护结构影响试验研究

在我国西北季节性冻土地区,冬季土体冻胀对基坑安全危害不容忽视.为探究土体冻胀与桩锚支护结构间的相互作用,进行桩锚支护结构基坑冬季室外试验.通过研究冻胀作用下桩锚支护结构内力与桩后土压力的变化规律,得出以下结论:浅层桩侧土压力易受温度与土体含水率等多种因素影响产生突变;支护桩上部内力随冻胀次数增加而增大,锚杆能够减弱土体...     

基于可再生能源供热技术的冻土区路基防冻胀方法研究

针对路基的冻胀现象,结合可再生能源利用技术,提出一种更具实时性和有效性的路基防冻胀方法,即路基主动供热方法.基于太阳能和浅层地热能的资源性条件,设计了分别采用这2种可再生能源作为热源的路基专用供热系统,制作了样品并进行了性能验证试验.结果表明:采用可再生能源作为热源的路基供热方法可在冬季主动向路基输入热量来实时防控由气...     

小型水电站压力管道冰──水冻胀压力探讨

小型水电站在冬季采取蓄冰、输冰、排冰运行方式时，管道内流动的水遇外界气温低于0℃的严寒情况，常可形成低于0℃的过冷水或过冷冰屑团，即形成冰—水两相流状态。在这种流动状态下，由于其膨胀在纵向不受约束，对管壁不会产生大的胀压；一旦停止流动，极易迅速“固化”而成冰，体积膨胀，遇到约束便会产生足以使管道破坏的压力。文中对管道内静止的冰—水产生胀压的机理和计算方法进行探讨。     

大U形混凝土衬砌渠道冻胀破坏的力学模型探讨

通过对U形混凝土衬砌渠道冻胀破坏机理的分析,提出了U形混凝土衬砌渠道冻胀破坏的力学模型,并解出了渠坡直线段和圆弧段控制内力及最大拉应力,结合混凝土板抗裂条件给出了冻胀力、胀裂部位、冻胀抗裂衬砌板厚度及抗冻胀破坏验算的一系列计算方法.     

山东聊城位山灌区干渠防渗工程设计分析

为提升位山灌区干渠防渗效果,现对已有结构进行衬砌改造,结合灌区实际概况,选择渠道断面形式和衬砌方案,并采用数值模拟方法获取渠道冻胀结果,提出相关的处理措施。通过分析,选择梯形断面作为渠道断面型式,采用M10砂浆砌筑预制混凝土板+土工布衬砌方案;渠道衬砌结构最大冻胀变形量可达5.4 mm,渠坡与渠底接触部位为冻胀应力最大区域,提出采用设置伸缩缝的方式降低冻胀的影响。     

含水率和温度影响下的高原土体力学特性试验研究

利用自主研制的土体冻融循环剪切试验仪,开展了温度和含水率影响下的青藏高原土体力学特性正交试验,从压缩特性、冻结和冻胀、剪切特性3个方面对土体进行分析。结果表明:土样压缩过程的法向位移随含水率的增大而增加,压缩量与法向应力关系可用双曲线模型进行描述。不同含水率的土体从0 ℃降至?12 ℃过程中均产生了土体冻结现象,含水率12%的土体发生冻胀时的温度集中在?3~?2 ℃范围内。温度越低,土体的应力软化特性越明显,且峰值剪切应力和残余剪切应力越大,土体在最佳含水率附近时峰值剪切应力最大。?12 ℃土体的法向位移变化规律在不同试验条件下均表现出剪胀特性,而12 ℃和0 ℃土体随着含水率的增加由胀缩特性并逐渐变化至完全以剪缩特性为主。内摩擦角随含水率和温度的增大而减小,黏聚力随温度的升高而减小,在最佳含水率附近最大。     

混凝土U形渠道冻胀防治技术研究与应用

有机硅防水剂具有增水及高效减水等多种功能。掺入现浇混凝土U形渠,既提高了混凝土的密实度和抗渗能力,又改善了影响渠基土冻胀的主要自然因素—水分条件;降低渠床中土壤水分的冰点,达到减少渠基土冻胀量及节水的目的,增加渠道使用寿命。     

某洗煤厂栈桥支架加固对策研究

针对支架的破坏形态,分析了支架破坏的机理,并通过建模对支架进行了复核,结果表明附加的冻胀效应是导致支架破坏的主要原因,提出了外包钢的加固方案以提高柱的刚度和延性;同时采用加大截面法重新浇筑已破坏的梁以提高梁抵抗水平冻胀力的能力,最后通过多种形式的加固,使支架满足规范要求。