冻融循环条件下的路基土动三轴实验研究

文章在动回弹模量实验的基础上,研究了冻融前后细颗粒土动力特征的改变情况,探索了物理状况、不同的应力状态以及反复的冻结与融化对动回弹模量的作用。结果表明:围压和压实度越高,土体的动回弹模量越大,而偏应力和含水率的增大则会出现相反的规律;含水率和围压对动回弹模量的作用效果要高于压实度和偏应力;冻融循环会破坏土体的结构,在第3次冻融前动回弹模量会出现较大程度的衰弱,随后趋于平缓。     

上海软土地层浅覆土盾构隧道冻结加固模拟试验研究

本文着重介绍了上海软土地浅覆土盾构隧道冻结加固模拟试验的原理，设计有关成果。为人工冻结技术在上海软土地层地下 隧道工程中的应用提供理论依据和有关的参考数据。     

无充填裂隙岩体渗流地层冻结温度场演化规律研究

渗流作用下冻结温度场的求解是一个移动边界、相变、内热源、温度场和渗流场相互影响的多场耦合问题。文章建立了无充填裂隙岩体含相变的渗流场及温度场耦合模型,采用单因素法研究了冻结管间距对渗流作用下无充填裂隙岩体冻结壁演化规律的影响。结果表明:冻结管间距对冻结壁交圈时间的影响规律符合指数函数特征,冻结管间距越大,冻结壁交圈时间越长,且增幅越大;冻结管间距越大,形成同样界面冻结壁厚度所需的冻结时间越长;冻结管间距存在一个临界值,大于该值后,界面冻结壁扩展成相同厚度所需的冻结时间随冻结管间距的增大而急剧增加;冻结管间距越大,冻结壁平均温度下降到设计温度所需冻结时间越长。     

盾构始发水泥土加固后水平冻结温度实测研究

依托于苏州地铁二号线火车站东风井2#洞门盾构始发水平冻结加固工程,通过实时监测杯型冻土壁温度场,分析了不同阶段的盐水温度规律,以及在不同深度、不同土质和不同冻结区域的土体温度发展特征;并计算了不同土质冻土壁厚度、交圈时间和发展速度.监测结果分析表明,在整个冻结期间,任意时间都是板块体加固区测温孔温度低于圆柱体加固区测温孔温度;同一测温孔中,冻结前期水平入土越深温度越高,冻结后期水平入土越深温度越低;在相同冻结能量和冻结时间内,水泥土加固粉砂土比粉质粘土温度要低;水泥土加固粉质粘土释放潜热的天数是水泥土加固粉砂土的2倍;在冻结效果方面,包括冻土壁交圈时间、冻结壁厚度、冻结壁平均发展速度、冻结壁平均温度,水泥土加固粉砂土比水泥土加固粉质粘土更好.     

软土地区岩土工程勘察问题探讨

以启东市客车整备所路基工程为背景,在阐述该工程区地层岩性及岩土力学性能的基础上将工程区土体判定为软弱土-中软土,并从前期准备、工程等级及勘察工作量确定、钻探、原位测试、室内试验、地下水评价及软土震陷评价等角度对该路基工程区岩土工程勘察所涉及的主要问题进行了分析探讨。结果表明,软土含水量高、孔隙比大,压缩性强、抗剪强度低,在外力作用下极容易发生扰动和变形,软土地基还具有高触变性、流变性及低渗透性等特征,工程性能不良;通过岩土工程勘察设计全面了解工程区软土特性及分布规律的基础上,才能提出切实有效的软土路基加固治理措施。     

冻结裂隙砂岩的力学特性研究

为得出围压、裂隙倾角、冻结温度等因素对砂岩力学性能的影响规律,采用三轴压缩试验方法和理论分析方法,研究了不同围压下,无裂隙0°,15°,30°和45°倾角裂隙砂岩在-5℃,-10℃和-15℃冻结时的强度、内摩擦角和粘聚力变化特征。结果表明:无裂隙和有裂隙砂岩的强度,随冻结温度的降低而非线性增强,随围压的降低而近线性降低,随裂隙倾角的增大而减小;粘聚力随冻结温度的升高而减小,内摩擦角和粘聚力均有随裂隙倾角的增加而先减小后增大的变化趋势;无裂隙,0°,15°倾角裂隙砂岩的内摩擦角均随冻结温度的升高而减小,30°倾角裂隙砂岩的内摩擦角随冻结温度的降低先增大后减小,45°倾角裂隙砂岩的内摩擦角则随冻结温度的降低先减小后增大。     

群孔冻结冻土加固体的应力与变形：上海延安东路隧道南线人工冻结加固监测？

基于延安东路隧道南线浅复土段冻结加固若干冻土热力参量的监测研究，作者就冻结压力，冻结区地表变形，冻土体分层变形及环境地表变形等技术问题作了分析讨论。文章还综合分析室内模拟试验和现场实测结果，提出了软土冻胀和融降性状及特点。     

寒冷地区隧道衬砌壁后冻融及其影响分析

文章在考虑围岩冻结渐进性和围岩渗水开放性的基础上,研究分析了冻胀过程以及伴随的融冻过程对隧道衬砌结构、初期支护喷混凝土和围岩自身强度等的影响.分析结果表明,对于按现行规范修建的隧道,发生在衬砌壁后的积水冻胀和围岩冻胀对衬砌结构施加的压力不大,设计时可不予考虑;发生在混凝土内部的反复冻融对初期支护的喷混凝土损伤显著、设计施工应予注意;寒区隧道宜重视对常见的因渗漏水引起的冻害的设防.     

深埋硬岩隧洞围岩变形量分形结构研究

针对深埋硬岩隧道围岩变形及地质灾害等问题,文章基于分形理论的计算方法,对锦屏二级水电站深埋引水隧洞施工过程中的围岩变形量进行了分形特征研究。结果表明:深部岩体隧洞开挖施工过程中,围岩的形变在时间上是具有分形特征的,而且呈现出较好的自相似结构特征;在同一埋深的条件下,分形维数最大值在隧洞拱顶部,其次在拱肩,边墙分形维数最小;埋深在500～1 800 m外,围岩灾害发生的频率同样随隧洞深度增加而明显呈现出增长的趋势;但当隧洞埋深在1 800 m范围之外时,变形量分形维数及围岩灾害发生的频率趋于稳定,受到埋深的影响很小。     

软土地层盾构隧道长期沉降离心试验研究

目前建设于软土地区的盾构隧道在长期服役过程中出现了较大的沉降及差异沉降,影响了管片的结构性能及运营安全。为研究软土地层中盾构隧道长期沉降规律,文章以佛山市轨道交通3号线为工程背景,通过离心模型试验研究盾构隧道在不同厚度的软土地层中长期沉降的发展规律以及隧道周边地基土加固对长期沉降的影响。结果表明:隧道下卧土层性质越差且厚度越大,隧道的长期沉降量越大,长期沉降发展时间越长;同时,隧道埋深较大也会使长期沉降量增大;隧道长期沉降和地表变形都会随地基土加固深度的增加而减小,但减小幅度会逐渐降低,加固深度为3 m,6 m和穿透软弱层时,隧道最终沉降量分别减少了16.7%,30.2%和41.3%,隧道正上方地表变形分别减小了25.4%,44.9%和66.3%。     

富水砂层联络通道冻结法施工温度及位移场实测分析

针对富水砂层联络通道冻结法施工冻结效果较难判断及易发生地层融沉的问题,依托南通地铁1号线07标联络通道工程案例,通过对冻结盐水温度、冻土温度、泄压孔压力及地表变形等方面的监控量测分析来研究联络通道冻结法的冻结效果及地面融沉,在此基础上提出了联络通道冻结施工冻融的控制措施。研究表明：（1）以去回路盐水温度、土体温度、泄压孔压力及地表变形为判定依据的综合判定方法,能够有效、准确地对联络通道冻结效果进行判断,确保施工安全。（2）通过采取快速冻结、在土体内预埋管、结构层后充填注浆等冻胀、融沉控制措施,地表受冻胀和融沉的影响最终累计沉降3.8mm,满足累计变形报警值要求。     

吹填场地路基抗液化性能振动台试验研究

文章以北部湾地区海积软土和细砂土构建吹填场地路基简化模型,运用自行设计的可改变竖向压力的振动台试验装置施加4组固结压力,固结稳定后输入3条汶川地震基岩加速度记录,探究吹填场地路基抗液化特性的演化规律。试验结果表明：在不同固结压力作用后,超孔隙水压力在动荷载作用下有“单峰”型和“平台”型两种增长模式;振动停止后的“平台”型超孔隙水压力的大小与埋深呈正相关,稳定时间与埋深呈负相关;增加固结压力可以显著提高吹填场地路基的抗液化性能。类似特殊路基在进行抗液化分析或预测超孔隙水压力发展规律时应考虑固结压力的影响。     

隧道冷板冻结温度场数值模型构建及分析

冻结法施工中,在混凝土结构表面外敷冷板是提高隧道冻结效果的常用方法。文章以广州地铁广佛线某区间冻结封水工程施工为背景,在现有理论研究成果的基础上,采用Ansys软件建立了隧道冷板冻结温度场数值计算模型,分析了影响冻结温度场的各个因素,结果表明:1)冻结主面、界面上温度随深度的分布曲线为对数曲线形式,冻结初期主界面上温差很大,随冻结时间的延长,主界面温度相差不大;2)管片与土体交界面上的温度分布曲线在冷源附近为抛物线形,远处逐渐过渡为平缓曲线;3)在冷板间距较小的情况下,由于双冷板叠加作用,冻结10 d后界面上温度明显低于主面上温度,界面上冻结效果优于主面。冻结40 d后,降温速度明显变缓,冻结范围增长较小;4)在其它参数不变的情况下,存在一个最优冷板布置间距,使界面上冻土壁厚度达到最大。     

冻融循环作用下单孔红砂岩强度及微观孔隙变化规律试验研究

为了研究冻融循环作用下单孔红砂岩力学性能弱化机理,利用伺服压力机对试样开展单轴压缩试验,并通过比表面积及孔径分析仪,分析冻融作用下单孔红砂岩的微观孔隙变化规律。结果表明:①随着冻融循环次数的增加,单孔饱水红砂岩的质量持续增加,抗压强度及弹性模量整体下降;②冻融循环20次为单孔红砂岩力学性能及微观孔隙结构的转折点,该次数下红砂岩内部结构达到新的平衡,且内部平均孔径减小,抗压强度及弹性模量均增大;③冻融循环0～10次,介孔数量居多;冻融循环40～60次时,大孔数量居多;该两个阶段内,单孔红砂岩内部平均孔径均增大,此时结构持续损伤,并随着循环次数的增加损伤加剧,导致抗压强度下降。     

侵蚀环境和荷载耦合作用下盾构管片氯离子扩散规律试验研究

文章针对盾构隧道赋存环境及结构受力特点,构建了氯盐侵蚀环境和结构荷载耦合作用下的盾构管片结构单侧一维侵蚀试验方法;研发完成了相应的人工环境模拟试验装置,并进行了侵蚀试验;探讨了侵蚀环境氯离子浓度、侵蚀时间和荷载水平对氯离子入侵及其含量分布规律的影响。结果表明:随着环境中氯离子浓度的提高以及侵蚀时间的延长,混凝土保护层中的氯离子含量逐渐增加;同时,外荷载的存在改变了结构混凝土内部的孔隙特征,直接影响了氯离子的入侵,表现为拉应力有利于氯离子入侵,而压应力则相反。     

开、闭条件下冻结温度场的差异性研究

人工冻结法主要应用于地铁联络通道施工及盾构接收过程中。冻结帷幕的形成及性状受冷源、地质条件等诸多因素影响,冻结土层的工程性质及结构状态均可由温度的分布及演变来反映。文章搭建低温换热试验台,通过加设补水装置,对开放、闭合两种环境系统下土的冻结温度、湿度场变化特性进行试验,分析有无补水条件下两场的差异性。结果表明,计算冻结区域的平均温度需考虑沿管长度方向的积分值;补水条件下温度场的发展过程略快于无补水情况,冻结锋面随时间均呈指数变化,且有水补给时锋面移动速度较快。     

济南黄河隧道超大直径盾构端头冻结加固技术

始发和接收段为盾构隧道施工过程中的重要风险源,特别是在富水地层中的防水措施十分关键。冻结法已普遍被应用于处理盾构始发和接收段止水加固的问题。依托济南黄河隧道工程,对超大直径泥水平衡盾构端头冻结技术进行总结。对工程地质和周边管线等实际情况进行具体分析,计算单个洞门接收和始发的需冷量后选择合适的冻结设备,并进行盐水循环和清水循环设计;通过始发段测温孔的设置和按时间分布记录的数据,分析了加固处的降温速率和冻结壁发展情况;从冻结帷幕厚度和冻土平均温度等指标对冻结效果进行评估;最后对冻结中可能遇到的冻胀、融沉、设备故障和洞门破除等风险进行评估,并给出相应的处理方法。以上得到的数据和结论可为以后工程中的冻结加固方向提供参考。     

路面基层与面层废旧料泡沫沥青复合冷再生研究

通过对基层与面层原材料分析与级配设计,确定最佳含水率与最佳沥青用量,并进行车辙试验、低温弯曲试验、冻融试验评价掺加基层废旧料的复合冷再生混合料性能。     

软土蠕变对隧道结构荷载及变形的影响分析

软土的蠕变特性会削弱土拱效应,导致作用在隧道结构的土压荷载及隧道变形随时间发生变化。文章考虑软土的粘滞性,选取时间硬化法则与Druker-Prager屈服准则耦合的蠕变模型,结合上海地区软粘土的室内三轴流变试验数据,采用数值分析软件ABAQUS建立有限元模型,分析软土蠕变特性对隧道-地层接触压力的影响以及隧道的变形与内力等随时间的变化规律,并进一步探讨软土蠕变对土拱效应以及隧道长期受力性能的影响,研究结果对软土隧道设计中长期荷载的合理取值具有重要意义。     

真空—堆载联合预压法在软土地基处理中的应用研究

通过现场测试试验，初步揭承真空—堆载联合预压引起的地基垂直和侧向变形机理，并分析孔隙水压力的消散规律。由于这种软土地基处理方式对于提高路基稳定性、加快工程施工、缩短施工工期、加快软土地基固结、减少工后沉降等方面有着良好的作用，因此对这次试验进行的分析总结有助于真空——堆载联合预压法在我国高速公路软土地基处理中的推广应用。