寒区公路土质边坡冻融界面的抗剪强度试验

季节冻土地区公路土质边坡在春季融化期经常发生浅层滑坡,对公路运输造成了严重的潜在威胁。冻融界面处的土体抗剪强度是发生滑坡的直接影响因素,采用不同的材料配比设计冻融界面的抗剪强度模型试验,该试验针对不同的土体含水量以及冻融循环次数进行剪应力测试,通过试验获得界面抗剪强度与冻融循环次数间的关系,基于数据得到冻融界面土体抗剪强度的损伤模型。考虑到正融土质边坡发生失稳破坏时其抗剪强度与土体内部的受力条件及边坡的几何尺寸有关,因此通过试验得到土体剪切强度后,可为评价季节冰冻区边坡稳定性提供直接数据参考,也可为季节冰冻区土质边坡的设计以及稳定性分析提供借鉴。     

寒区公路土质路堑边坡冻融滑塌机理分析

根据寒冷地区公路土质路堑边坡冻融滑塌的实际情况,总结了土质路堑边坡冻融滑塌的表现形式,分析了土质路堑边坡冻融滑塌的机理,最终对季冻区高等级公路边坡防护提出了合理化的建议。     

季冻区高速铁路隧道洞口边坡变形监测研究

为了获得季冻区的哈尔滨至牡丹江高速铁路隧道洞口边坡冻胀变形的发生、发展和变化规律,以正在运营的该线路利民隧道洞口边坡为工程依托,对边坡地表不同区域的水平位移、高程位移、地表温度及含水率进行监测,并分析地表温度、含水率与边坡位移之间的变化规律。结果表明：季节性土壤冻胀和融沉是导致该隧道洞口边坡发生滑移变形的主要诱因;边坡冻胀主要包括冻胀初期、冻胀快速发展、冻胀相对平稳和融沉波动4个阶段,2号监测点水平位移最大为8.5 mm, 3号监测点高程位移最大为12.6 mm。通过现场监测数据分析并结合边坡为偏压地形这一实际情况,可以推定当边坡土体发生滑移时,其滑移方向为由高山侧向低山侧隧道洞口方向。地表温度在冻胀快速发展阶段和融沉波动阶段随气温变化速率较快,而在冻胀相对平稳阶段变化速率较慢;3号监测点含水率最高,变化波动更大,冬季冻胀效果也更为明显。     

季冻区公路土质路堑边坡浅层稳定性分析

考虑季节性冻融循环作用的影响,并结合边坡冻融滑塌的现场观测数据,对边坡进行浅层稳定性分析。边坡稳定性安全系数主要与以下因素有关:坡面荷载、坡度、融化深度以及融化土体的抗剪强度。对季冻区高等级公路边坡防护设计提出了合理化的建议。     

路侧积水对冻土地区路基温度场影响的数值分析

路基内部水分场和温度场的变化是影响季节冰冻路基稳定性的关键因素,基于季冻区冻土路基温度场控制方程,建立了季节冰冻路基模型,计算分析了路侧积水对路中、路肩温度场的影响。研究表明:路侧积水对路基内部温度场的改变有显著影响,路侧有积水的路基温度场的0℃范围比无积水的路基温度场的范围大,而且0℃等值线的深度呈现向下向路基内部扩散的趋势。     

冻融作用对路堤边坡稳定性的影响

为研究路堤边坡在冻融作用下的稳定性,通过对季冻区粘性土进行冻融试验以及室内直剪试验得到土体抗剪强度指标.运用有限元软件ansys对路基边坡进行稳定性分析,分析结果表明,随着冻融次数增长,边坡稳定性系数整体呈下降趋势,但是由于土体内摩擦角随冻融系数增加而增大,冻融3次的边坡稳定性较冻融1次的边坡稳定性要好.     

季冻地区路面内部短期冻融循环的数值模拟

季冻区修筑的沥青路面,将会遭受到严重的冻结、融化破坏。以模型预估的方法建立起关于季冻地区路面温度场预估模型,准确地把握季冻地区在冻融交替季节路面内部温度变化情况。定量地分析某地区冻融循环的剧烈程度,一方面为公路的新建与养护提供一定的参考材料,另一方面也可以深入地分析冻融作用,为找到缓解方法提供数据依据。     

基于FLAC 3D的季冻区隧道温度场分布规律数值模拟分析

在温度循环作用下,容易引起季冻区隧道渗漏等病害。采用三维快速拉格朗日分析程序(FLAC 3D),以通化至沈阳高速公路赤柏松隧道为数值模拟对象,对隧道在季冻区温度多年冻融循环下的温度场分布规律进行分析,为季冻区隧道的保温结构设计提供理论和数据支持。     

基于温度-应力耦合效应的冻土高边坡稳定特性分析

以京新高速某季节性冻土高边坡为背景,通过考虑伴有相变的瞬态温度场与应力场耦合,运用有限元分析软件ANSYS,分别模拟研究了含水率、温度、坡率、有无护坡等因素对边坡位移场、应力场和温度场的影响,并通过比较边坡安全系数的大小,判断各因素对边坡稳定性的影响。计算结果表明:边坡稳定性与含水率、坡率、边坡高度呈负相关,即数值越大稳定性越低;而温度作为影响季冻区边坡稳定的重要外部条件,当负温值位于-10℃以上时,各个指标对其敏感度较高,随着温度的进一步降低,各指标对温度的灵敏度逐渐减小;此外,施作护坡可有效地减小边坡的最大位移和冻结深度,增强其稳定性。     

冻融作用对边坡稳定性的影响浅析

针对季节性冰冻地区春融期间路堑边坡的浅层滑塌破坏,分析了冻融作用对边坡稳定的影响、冻融滑坡的形成机理及影响因素,给出了冻融滑坡稳定系数的计算公式,并通过工程实例分别计算了边坡在正常工况、冻融状态下的稳定系数,说明在冻融状态下路堑边坡稳定系数会明显降低,造成边坡失稳。提出了边坡冻融破坏的几种防治措施,得出了应充分注意冰冻地区的特点,加强土体强度指标试验及排水、防护设施设计、施工等结论。     

川西地区季节冻土渗透系数的时空变化特性

冻融循环作用引起的边坡体内部水分迁移是川西地区季节冻土边坡失稳的主要原因，研究边坡土体渗透系数时间、空间变化特征是掌握水分迁移规律的重要手段. 针对冻融循环作用下季节性冻土坡面渗透系数时空变化问题，选取川西新都桥地区某边坡粗颗粒土为测试土样，设计冻土渗透系数试验装置，以30%乙二醇溶液为试验渗透溶液，分别制备不同初始含水率、细颗粒含量、干密度测试土柱；添加30%乙二醇放至低恒温箱中进行12 h以上冷冻处理，开展不同冻融循环次数作用下冻土渗透系数试验,并分析其渗透系数变化规律；在此基础上结合边坡冻融期含水率现场监测数据，分析渗透系数时空变化规律. 试验结果表明:初始含水量及干密度不断增加时，冻土非闭合孔隙度和渗透系数均呈减小趋势；冻土渗透系数随细颗粒含量的增加而减小，当细颗粒含量大于20%时，冻土渗透系数减小的幅度较小；冻融循环次数对冻土渗透性能起到抑制作用，当循环次数超过3次时，冻融作用对渗透性能影响不大；季节性冻土边坡1 m冻结深度以内，渗透系数随深度增加减小；11月—1月冻深范围内冻土渗透系数减小，1月—3月渗透系数开始增大.      

莫斯科-喀山高速铁路沿线季节性冻土冻融特征

在莫喀高铁沿线770余公里的季节性冻土区内, 依据地貌单元、微地貌、地层岩性与水文地质条件等特征设置了14个监测场, 对季节性冻土的岩性、密度、含水率、地下水位、地温、近地面气温及雪盖的厚度和密度进行了频率为10天1次, 持续时间为7个月(2016年10月1日~2017年4月26日) 的监测, 依据监测数据分析了莫喀高铁沿线季节性冻土的冻结融化特征。分析结果表明: 莫喀高铁沿线季节性冻土区的雪盖主要存在于10月下旬至翌年4月, 雪盖厚度为20.2~38.2cm, 平均值为27.3cm, 最大积雪厚度为25~60cm, 平均值为44.4cm, 出现在2月上、中旬; 莫喀高铁沿线季节性冻土的起始冻结时间为11月中、下旬, 全部消融时间在翌年3月上旬~4月中旬之间, 存活时间为100~165d, 平均时间为122d;季节性冻土的冻结速率为0.27~1.20cm·d-1, 平均为0.50cm·d-1, 融化速率为0.27~2.52cm·d-1, 平均为1.14cm·d-1; 在土体的冻结期间, 雪盖减小了地层的冻结速率, 在土体的融化期间, 雪盖推迟了季节性冻土自上而下融化的起始时间与融化量, 并且会使季节性冻土在无雪条件下的双向融化变为自下而上的单向融化; 莫喀高铁沿线土体在自然状态(积雪覆盖) 下的季节最大冻深为0.19~0.90m, 平均为0.45m, 出现在2月上、中旬; 雪盖会减小土体的最大冻深, 在雪盖平均厚度为26.1~28.6cm时, 雪盖可以使季节最大冻深减小22.2%~32.6%;在莫喀高铁沿线的季节性冻土区, 雪盖在形成初期和消融末期保温与降温效果并存, 但主要以降温效果为主, 而在积雪稳定期, 主要以保温效果为主; 雪盖对季节性冻土热状况的影响深度和程度取决于土体含水率, 土体含水率越大, 雪盖的影响深度和程度就越小, 反之则亦然。      

青藏铁路低温冻土区片石路基的温度特征

在青藏铁路五道梁低温冻土区进行了片石护道路基新结构和土护道路基结构的实体工程试验,以确定路基修筑对温度场的影响．对测试断面冻融循环的地温监测资料的分析表明,2004年片石路基左右路肩孔冻土上限处,年平均地温分别低于土护道路基相应位置0．12℃和0．14℃．2005年片石路基左右路肩孔分别低于土护道路基相应位置O．65℃和0．03℃,冻土上限以下地温均呈逐年下降趋势．片石护道和土护道路基冻土上限均存在不对称性,但随着时间发展,片石护道路基最大融化深度位置基本接近或超过天然地面,且冷生过程还在继续．该区域的片石护道路基新结构能够有效发挥降低地温、主动保护多年冻土的作用．     

考虑季节性冰冻的长大纵坡安全保障措施分析--以汶马高速公路为例

立足我国交通运输的客观实际,对比多个国家的长大纵坡技术标准,分析我国道路交通事故率较高的原因。以汶马高速公路为例,考虑藏区高速公路高海拔季节性冰冻影响,采取工程技术措施和运营管理措施构建交通安全保障体系。分析季节性冰冻区的路面防冻、平纵指标及前后路段线形的均衡协调性,完善交通安全设施,纵面插入缓坡、增设避险车道,设置管控机构,建立应急救援体系等安全保障措施。为今后我国高海拔季节性冰冻区的长大纵坡施工控制及安全运营提供经验和借鉴。     

季节性冻土区的冻胀、融沉分析

从形成机理及影响因素的角度,讨论季节性冻土区交通道路的冻胀、融沉现象,为寒区道路工程设计与施工提供理论参考.     

气温升高对多年冻土地区路基稳定性影响

为了分析在气温升高的状况下冻土退化对东北多年冻土地区路基稳定性的影响,假设气温年增长率为0.05℃,通过ANSYS有限元软件计算了不同地表状况和不同含冰量情况下,多年冻土最大季节融化深度变化,根据不同土质、不同含冰量的融沉系数,计算得到不同含冰量冻土的沉降量.结果表明:在气温逐年升高的状况下,含冰量大的土层沉降量大于含...     

小兴安岭地区的多年退化性冻土与伊嘉公路五汤段冻土试验的研究

黑龙江省小兴安岭地区是我国高纬度多年退化性冻土主要分布地区之一。小兴安岭多年退化性冻土属高温多年冻土不稳定冻土地质类型,多年冻土的热融沉对路基的影响,一是稳定性问题,二是变形问题,这是工程地质中的技术难题。本文主要探讨分析小兴安岭地区多年退化性冻土的分布和特征等问题,以及多年退化性冻土试验段的试验情况,试图加深探讨对多年退化性冻土的认识,研究探索处理多年退化性冻土的技术,这将对保证工程质量和降低工程造价具有重要的意义。     

季冻区道路冻胀翻浆产生的原因及防治措施

季节性冻土地区(简称季冻区),路基随季节交替发生冻结和融化循环变化,产生的病害主要是冻胀和翻浆。本文结合抚顺市城市道路冻胀状况调查,分析道路冻胀翻浆产生的机理、影响因素,并提出具体的防治措施,为今后抚顺等季节性冻土地区的城市道路设计和养护提供参考。     

降雨对绿化边坡客土稳定性的影响

通过建立降雨条件下边坡客土的破坏模型，研究了边坡绿化过程中降雨对边坡客土稳定性的影响，分析表明，边坡客土的稳定性与降雨特征、边坡坡度、坡面特征、土体特性及土体厚度有较大关系．对于坡度较大的边坡，客土厚度不宜过大，以保持土体的稳定．