考虑相变作用的冻土路基变形场的数值分析

多年冻土活动层中每年都发生着季节的融化和冻结,并伴生有各种冻土现象。由此产生了多年冻土路基冻胀、融沉、纵向裂缝、反拱及波浪等一系列病害。冻土的冻胀融沉特性是导致道路工程冻害的直接原因,为了进一步定量描述其特性,本文建立了冻土路基变形场的二维数值计算模型,并应用有限元的方法求解路基土体冻结时变形场的分布规律。通过对土基范围内冻胀带对路基土体变形场作用的研究,进一步分析了冻土路基破坏的机理。     

青藏铁路工程有关冻土问题及土工合成材料应用情况的介绍

大量的工程实践表明,冻土区筑路遇到的主要问题是冻胀和融沉,在季节冻土区主要问题是冻胀,而在多年冻土区主要问题是融沉。以保护多年冻土为原则,是多年冻土区工程措施中应用最为广泛的一种方法,它不但克服了冻土的融化下沉,而且充分利用了冻土强度高于融土的特性。本文在阐明对青藏高原多年冻土环境认识的基础上,简要地介绍了保护多年冻土的几种工程方法,并对土工合成材料在青藏铁路的应用情况作了简要的介绍。     

大兴安岭地区多年冻土公路路基设计

在大兴安岭多年冻土地区修筑公路,由于冻土土质、温度、水及荷载的作用引起应力场变化和重新分布,易使路基出现冻胀、翻浆、融沉等病害和桥涵出现冻胀隆起、融化下沉等病害。基于漠河—洛古河公路路基设计的实践,探讨大兴安岭地区多年冻土公路路基勘察手段、设计方法及工程中采取的措施,以有效减少多年冻土给公路建设带来的损害。     

文摘·简讯

青藏铁路冻土区路基趋于稳定通过青藏铁路冻土区段沿线建有的铁路冻土区工程长期观测系统,监测人员对接收的数据进行分析表明,全线开通近一年来,在热棒、碎石护坡、通风管等多种技术防护措施集中使用的地段,冻土路基下沉、开裂等病害发生较少,冻土区路基正逐步趋于稳定,达到了理想效果。据了解,为解决冻土路基热融沉降、变形开裂的问题,青藏铁路采取了热棒、碎石护坡、通风管等多种技术防护措施,人为地保护冻土,以降低冻土路基土体温度、抬升路基本体冻土上限。青藏铁路冻土区路基个别地方虽出现过裂缝、沉降、冻胀等现象,但变形量很小,年沉…     

冻融循环对改良粉土力学特性影响的试验研究

为研究冻融循环作用对西藏地区粉土力学性质的影响,对不同水泥掺量的改良土在同一冻结温度、不同冻融循环次数下进行水稳定性试验、无侧限抗压强度试验、冻胀融沉率试验。以期得到冻融循环后改良土的水稳定性、强度特性及冻胀融沉特性的变化规律。试验结果表明:2%水泥掺量的改良土在季冻区不能满足路基填料要求;季冻区水泥改良土作为路基土的设计中,可以以冻融5次后的强度作为水泥改良土的设计参考强度;4%掺量水泥改良土其冻胀率及融沉率均小于1%,为不冻胀、不融沉土,符合二级公路路基填料对土体冻胀融沉率的要求。     

基于变形分析的多年冻土地区路基高度效应研究

青藏公路病害调查资料表明:热融沉陷是多年冻土区主要的路基病害之一,提高公路路基高度可以有效地控制路基变形,防止融沉病害.针对这一工程问题,提出了“冻土路基高度效应”的概念,描述因路基高度变化而引发的冻土路基变形、破坏等规律.基于冻土路基热弹塑性融沉计算模型,得到了不同温度条件下,路基变形随路基高度的变化规律,与实测数据相比,计算模型合理可行.计算结果表明:冻土路基的变形主要受控于多年冻土层的融沉变形;“路基高度效应”对于冻土路基变形影响较大;高温多年冻土区的路基融沉变形十分可观,其变形速率尤其值得关注.     

文摘·简讯

我国有效解决青藏铁路冻土路基病害据中科院土工工程国家重点实验室负责人介绍,中科院寒旱所冻土工程国家重点实验室推出的以抛石护坡、抛石路基等技术为主的路基新结构,成功解决青藏铁路冻土路基冻胀和融沉的问题,消除了青藏铁路路基面临的最大威胁。目前在青藏铁路已建成的路     

多年冻土地区路基修筑技术及实践

我国多年冻土地区的路基修筑技术及其相关研究走过了50年的历程。从多年冻土地区路基修筑技术的回顾出发,系统总结了多年冻土地区路基冻胀、融沉和纵向裂缝等主导病害的发育性状、分布规律和形成机理,就基于多年冻土稳定的路基设计理论和面向调控的路基稳定结构进行了深入探讨,最后提出了路基修筑技术未来的发展趋势。     

大兴安岭地区多年冻土特征及病害分析和路基设计研究

以省道308线伊尔施至柴桥段公路为例,介绍东北大兴安岭地区内蒙古境内多年冻土的特征和对公路产生的病害,在分析多年冻土地区公路路基产生病害原因的基础上,以地基稳定为核心,提出了针对不同冻土路段的路基设计原则,以减少冻胀、融沉带来的工程病害问题,为公路安全运营提供技术保障。     

多年冻土地区金属波纹管涵设计

实践和研究均证明,造成多年冻土区涵洞破坏的主要原因为冻胀和融沉.而金属波纹管涵具有抗拉、抗剪强度高和抗变形能力强的特点,能够很好地适应多年冻土区地基的冻融过程.总结了多年冻土地区青藏公路、青藏铁路波纹管涵应用时的一些成功设计经验,并参考了国外设计,对多年冻土地区波纹管涵的设计进行了探讨.这将对金属波纹管涵在多年冻土地区的推广应用起到推动作用.     

季节冻土区高速公路路基冻胀试验观测研究

在季节性冻土区的路基工程中．冻胀是冻害的主要形式之一．冬季较强烈的冻胀也预示着春季可能要产生较严重的融沉和翻浆。根据2000～2002年间对吉林省长余高速公路路基冻张观测所获得的资料．描述了冻胀引起的路面变形破坏特征,对影响冻胀的因素进行了分析．并阐明了路基冻胀量沿冻深的分布状况。     

兰新铁路路基土冻胀特性试验研究

通过不同含水率、压实度和外部荷载的封闭系统冻胀试验,研究了兰新铁路路基土冻胀特性。试验结果表明,在封闭系统下土体是否冻胀与初始含水率有关;冻胀率随含水率的增大而增大,随压实度的增大而减小,外部荷载对冻胀有抑制作用;基于试验分析提出了适用于兰新铁路的冻害防治措施是排水和隔水。     

季节冻土地区改扩建公路路基的设计方法分析

季节冻土地区公路路基往往会发生冻胀、融沉破坏。多年来,由于对季节冻土的重视程度不够,或忽略了季节冻土的特殊性,季节冻土公路路基在建成运营后往往出现不同程度的冻胀病害。在公路改扩建工程中,需要对既有道路进行检测评价,尤其是既有道路的冻胀病害,并通过改扩建工程措施进行一次性改善。结合国道332 线拉布大林至哈达图段公路改扩建工程,对季节冻土特点及季节冻土区改扩建公路路基的设计方法进行了分析,得出其主要特点和技术要点。     

东北地区天然路基冻胀敏感性试验研究

在季节性冻土地区，土壤的冬冻春融往往是路基被破坏的重要因素，因此，对季冻区土壤冻胀敏感性研究有着重要的意义。将取自东北季节性冻土地区具有代表性的土样进行闭式冻胀试验，并求出其冻胀率。根据试验结果绘制冻胀率η-含水率w关系曲线，通过线性回归分析得出冻胀率与含水率的关系式。同时，还对土样中含泥率对冻胀性的影响进行了阐述。     

气泡混合轻质土在寒区道路中的应用

针对北方寒冷地区道路冻胀翻浆与地基融沉等病害,开展了轻质土在道路基层中的应用研究,并在试验路铺筑的实践基础上,阐述了气泡混合轻质土的力学特性与试验结果分析。初步证明,轻质土在冻土地基的隔热保温与台背填土的防冻胀方面效果比较明显。     

哈齐客运专线路基冻胀变形研究

通过对哈齐客运专线路基冻胀变形监测,获得(2012～2013年)路基的冻胀变形发展情况,分析了冻胀变形发生和发展规律。研究结果表明:各监测点冻胀变形随时间发展变化规律基本一致,路基冻胀变形经历了包括冻胀快速发展期、冻胀维持期、冻融循环期和融化回落期4个阶段;路基冻胀变形的发生具有普遍性,但冻胀量较大的监测点所占比例较小,说明其冻胀变形还是可控的。     

季冻性类黏土降温速率及盐浓度对工程质量的影响

季冻区道路经常发生冻胀、翻浆、开裂、不均匀沉降等一系列冻害现象,深入研究冻害因素对土体性质的影响,对季冻区工程建设及维护具有重要意义。文章以呼和浩特地区的类黏土为研究对象,通过冻胀率试验和无侧限抗压强度试验,检测土体降温速率及土体中盐浓度对冻土工程质量的影响,结果表明降温速率与盐浓度对类黏土性质的影响明显。     

加热限位管与自然解冻对冻土温度场影响的对比分析

为解决人工冻结技术产生冻胀融沉所引发不良后果的问题,可设置加热限位管来达到控制冻胀融沉的目的。运用有限元软件研究了设置加热限位管与自然解冻对冻土温度场发展的影响规律,主要结论:无需加热时,间距800 mm单排冻结管在冻结50天时冻土厚度可达2.4 m;当限位管循环5 ℃热盐水之后,各点温度都有明显上升,离限位管越近温度受影响越大,随着时间的推移,各点温度趋于稳定,最终冻土厚度约1.4 m;而自然解冻工况下冻土帷幕最终厚度约1.2 m,整个冻土帷幕温度趋于一致、强度变得均匀,单从最终形成的冻土帷幕来看,自然     

青藏铁路西格段路基土体冻胀试验研究

以青藏铁路西格段季节性冻土区路基冻害为背景,通过现场采集典型分布的粉质黏土,考虑温度、水分、盐分、压实度4个因素,进行室内冻胀试验,测试不同温度下路基土体的冻胀率,分析不同含盐量、含水率、压实度和温度下的冻胀试验数据。结果表明:对于不同压实度和含盐量的试样,冻胀率随含水率增加逐渐增大;随着含盐量的增加,土体的起胀温度逐渐降低,土体的冰点也随之降低;含盐量低于1.0%时,随着压实度的增加土体冻胀率呈增大趋势,含盐量为2.0%时,土体冻胀率不随压实度的变化而变化,进一步增大含盐量时,土体的冻胀率随压实度的增加     

冰冻盐渍土地区公路盐胀和冻胀综合病害

依据兵团垦区的特殊地理环境,分析研究了冰;东盐渍土地区盐胀和冻胀综合病害的温度区间、划分土体变形阶段,并结合兵团垦区公路建设环境,分析研究了影响冰冻盐渍土地区土体变形影响因素,初步提出了防治该病害的措施。