多年冻土区隧道施工过程中围岩融化圈变化规律研究

多年冻土区隧道在施工过程中围岩受施工热源的影响形成融化圈,在季节性冻融作用下,会造成衬砌表面开裂、剥落、覆冰等冻害.因此,减少施工对冻土原始地温场的扰动是寒区隧道施工的重要控制因素之一.本文以青藏高原风火山隧道为背景,结合实际施工工况、环境温度及地温数据,基于传热学理论,利用数值仿真开展隧道开挖暴露时间、初支施作时机、...     

青藏高原多年冻土区公路智能选线方法

为解决传统公路选线方法难以完全考虑青藏高原多年冻土区复杂地理环境的问题, 将地理信息系统(GIS)的空间数据分析技术与智能进化算法引入到多年冻土区的公路选线过程中。利用GIS进行青藏高原多年冻土区的空间数据挖掘, 从冻土病害影响因子的连续度和发育度方面考虑多年冻土区微地貌对公路选线的影响, 建立了冻土病害危险度计算模型。利用面向对象技术开发组件式GIS, 应用于青藏高原多年冻土区, 完成了对多年冻土区复杂地理信息的分析和提取。构建了线位优化遗传算法, 确立了自适应的迭代策略, 借助粒子群算法, 建立了基于遗传算法的路线优化模型。以青藏高原西大滩至昆仑山口路线走廊带某路段为例, 进行了公路智能选线研究, 经算法多次迭代后, 得到了最优的线位方案。研究结果表明: 在实际环境数据试验中, 遗传算法在迭代至第60代左右时得到危险度最低的优选方案, 其综合危险度稳定在3.75左右。可见, 青藏高原多年冻土区公路智能选线方法能够结合各类冻土病害的危险程度, 为公路线位布局指明冻土病害影响较小的区域, 有效兼顾了“主动保护多年冻土, 确保路基稳定, 生态环境友好, 布局经济合理”等要求, 可作为多年冻土区公路路线设计的参考方法。     

多年冻土区公路病害模糊专家预测方法

为了预测多年冻土区新建公路病害路段, 辅助设计者在设计阶段进行合理设计, 以模糊专家系统为基础提出了多年冻土区公路病害预测方法。以病害度为分析指标, 以青藏公路某一路段作为研究对象, 定性分析了道路病害的影响因子。根据实际病害数据, 将青藏公路调查路段的病害度分为3级。结合青藏公路多年年平均地温、含冰量、冻胀率等病害数据, 建立了多年冻土区公路病害路段识别的模糊专家系统。运用MATLAB中的Fuzzy Logic Toolbox工具, 将各种影响因子作为输入变量, 对10组多年冻土区等距路段进行了病害度计算, 并运用SPSS软件对计算病害度与实际病害度进行对比分析。分析结果表明: 随着年平均地温、含冰量、冻胀率的增大, 道路病害率上升; 计算病害度与实际病害度相关性达到0.751。可见, 运用模糊专家系统对多年冻土区公路病害路段预测具有良好效果。     

青藏铁路多年冻土区路基温度场的模拟与预测

在多年冻土区修建铁路站场路基，打破了原来天然地表与外界的热力平衡，地下温度场将重新分布．根据此特征可推断多年冻土的发展演化趋势以及评定路基的稳定状况．结合青藏铁路某段站场路基实际监测数据，利用ANSYS软件对2002年～2030年地下温度场进行有限元数值模拟．模拟计算结果表明：路基下冻土上限发生上移，多年冻土得到了保护；在年平均气温增长0．02℃的条件下，试验段内冻土人为上限和未受路基影响的冻土天然上限均逐年下降；同时，路基阳坡、阴坡两例地下温度场分布特征的差异构成了路基不均匀变形和路面裂缝的潜在威胁．     

多年冻土区路基施工技术

以G214线第二合同段路基施工为例,对换填、片块石路基、XPS板路基、热棒-XPS板复合式路基施工技术作了重点介绍,并对上述工程措施的施工工艺、质量控制要点作了详细说明。     

多年冻土区公路路线选择分层目标法

为了进行多年冻土区公路路线设计, 以多尺度效应理论为基础, 提出了基于保护冻土由粗到细、由面到带、由带到线的分层目标选线方法, 构建了理论模型。结合不同地形地貌、既有工程、构造物与建筑物在不同比例尺下的表现形态, 给出了分层目标法的层次划分, 确定了每个层次下公路路线选择的影响因素。考虑路线节点重要度和地形地貌的影响, 给出了第1层次下多年冻土区选线模型。利用公度原理给出了第2层次下平均海拔、平均坡度、年平均地温、冻土分布、融区构造和既有工程等影响因素的标度分级, 并构造了第2层次下多年冻土区公路选线困难度模型。综合考虑冻土地温、冻土含冰量、冻土病害和植被覆盖带来的冻土危害, 同时兼顾多年冻土区既有工程的热干扰, 构建了第3层次多年冻土区公路选线可靠度模型。以青藏高原多年冻土区秀水河至雅玛尔河段为例, 运用分层目标法进行了公路选线。研究结果表明: 运用分层目标法确定的路线方案可以准确避绕高病害率的冻土区域, 避开既有工程的相互干扰, 从而获得工程困难度低、可靠度高的路线方案。     

公路隧道支护结构设计的优化方法研究

将数学的最优化理论应用到公路隧道的支护结构设计中；选用一定的优化算法。以隧道的开挖断面积最小为目标函数，以满足限界要求、强度要求及通风要求为约束条件，以与支护结构几何形状有关的参数作为自由变量，编制了能优化公路隧道支护结构的VB程序。通过将程序运行结果与工程实例进行对比，证明了该程序的可行性与适用性。     

青藏铁路多年冻土区桥梁混凝土施工温度控制

针对青藏高原腹地多年冻土区恶劣自然环境和多年冻土独特工程特性条件下桥梁施工对混凝土提出的技术要求，通过热工计算，推导混凝土施工过程中各阶段的温度控制指标、措施和一些规律，对青藏铁路多年冻土区桥梁混凝土施工及其它严寒地区混凝土施工具有指导意义。     

公路隧道复合支护非线性有限元分析

该文引入损伤因子对岩体弹模进行弱化处理,从能量守恒的角度出发,探讨了支护受力状态与支护位移、结构刚度以及岩体性质的关系。在此基础上,用数值方法对其进行了模拟,并验证了模拟结果与监测数据的一致性。结果表明:此方法可以有效地指导工程施工。     

公路隧道复合支护非线性有限元分析

引入损伤因子对岩体弹模进行弱化处理,从能量守恒的角度出发探讨了支护受力状态与支护位移、结构刚度以及岩体性质的关系。在此基础上用数值方法进行了模拟,并验证了模拟结果与监测数据的一致性,表明此方法可以有效地指导工程施工。     

青藏铁路多年冻土区路基工程稳定性评价

依托青藏铁路多年冻土区长期观测系统的成果,对青藏铁路多年冻土区路基工程的稳定性进行了研究,指出其稳定性总体上处于良好状态,仅有个别地段病害发育,针对病害路段从水热方面提出了防治措施.观测资料显示,科学合理的措施能有效地减缓病害情况,保障铁路的安全运营.     

多年冻土区隧道施工过程中围岩温度场研究

随着青藏铁路建设工作的开展．寒区冻土工程日益受到重视。本文结合青藏铁路沿线多年冻土的主要特点，利用Ansys5．7大型有限元计算程序，对多年冻土区昆仑山隧道施工过程中地温场进行了模拟计算，分析了高原冻土隧道施工过程中围岩温度场的变化规律，并据此对多年冻土区隧道施工过程中的有关问题进行讨论．所得成果可供相应工程借鉴。     

大断面公路隧道支护结构计算分析

以云南省呈贡至澄江高速公路提古铺隧道为例,采用大型二维有限元plaxis程序模拟隧道开挖施工,分析大断面隧道开挖工程中双侧壁导坑法的施工工况,以及在施工过程中分别引起的围岩沉降及应力,对衬砌结构设计参数及施工方法的合理性进行了理论验算。     

中俄输油管道多年冻土区的水土保持问题及工程措施

多年冻土区输油管道工程的修建往往会对管道沿线生态环境造成很大的影响.在介绍中俄输油管道工程特点的基础上,分析了多年冻土的存在对榆油管道建设项目水土保持问题的特殊影响,讨论了多年冻土区输油管道工程水土流失的成因及特点,并根据管道工程建设的要求和特点,提出了相应的防治原则和工程措施,以保护工程建设区生态环境.     

多年冻土区热棒路基应用效果

为了研究热棒在青藏公路多年冻土区的应用效果,基于楚玛尔河试验监测场地8年的地温观测数据,以水平温度梯度为指标,分析了不同时期热棒的有效半径。为了提高热棒的调控效果,拓展热棒的使用范围,满足宽幅路基强吸热的使用要求,依托北麓河与安多2个试验监测场地,分析了热棒-XPS板路基与热棒-片块石路基地温监测数据。分析结果表明:热棒工作1年后的有效半径约为2.3m,此后,随着热棒工作时间的增加,热棒影响范围逐渐增大;在热棒工作的前5年,地温降幅明显,周围土体地温降幅都基本维持在0.5℃以上,之后每年降温较小,这主要是由于外界环境温度升高,气温与地温的温差逐渐减小,热棒工作的动力逐渐衰减引起的;在热棒工作的8年中,由于热棒的持续制冷作用,热棒路基的人为上限基本不变,而普通路基同时期人为上限最大降低约为80cm;热棒-XPS板路基从6月份开始,XPS板上下温差不断增大,最大温差约为17℃,有效阻隔了暖季大量热量向板下传递;热棒-片块石路基通过2年的调控作用,地温最大降幅为0.51℃。     

多年冻土地基钻孔灌注桩的冻土融化厚度与回冻时间

多年冻土地基钢筋水泥混凝土钻孔灌注桩的成桩过程,将导致钻孔灌注桩周边的多年冻土升温及融化.原有多年冻土的融化厚度、范围,以及融化后冻土的回冻时间,对钻孔灌注桩承载力的形成及其构成方式有较多的影响.相应地,在多年冻土地基中,水泥混凝土钻孔灌注桩的承载能力形成与变化过程也有别于一般地基中的钻孔灌注桩.在分析多年冻土地基水泥...     

隧道工程结构可靠度计算方法分析

对结构可靠度分析的几种计算方法进行了分析，并通过算例分析，建议在非线必功能函数，可靠指数β值较小的隧道结构工程中，为提高计算精度宜采用比较实用且精度较高的计算方法－－Ｃａｉ二次矩近似计算法。     

双连拱公路隧道支护结构体系试验研究

为了确定Ⅱ类围岩条件下四车道双连拱公路隧道的合理支护结构和支护原则，进行了相似模拟试验，并通过现场原位试验进行印证和补充．结果表明：中墙内力在施工过程中变化十分复杂，施工中应重点考虑中墙抗倾覆的要求；初期支护体系应以系统锚杆和喷混凝土为主、钢支撑为辅．最后提出了在Ⅱ类及以下围岩中修建四车道双连拱公路隧道的施作原则．     

漠北公路多年冻土钻孔桩施工技术

结合漠北公路B1标段K9+460大林河大桥钻孔灌注桩施工实例,介绍高寒地区多年冻土层中钻孔桩成孔施工工艺和方法。     

多年冻土区路基主动降温措施浅议

针对多年冻土区的特殊气候环境,通过大量的调查研究,对目前所采用的多年冻土区路基的主要主动降温措施进行了总结与分析,对存在的问题进行了探讨,为施工与设计提供参考。