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为研究季冻区沙漠边缘盐渍化风积沙力学特性,在冻融循环条件下对不同含盐量风积沙开展了三轴不固结不排水剪切试验,为研究冻融循环后不同含盐量风积沙应力-应变关系曲线与抗剪强度的劣化规律,提出了一种考虑围压与冻融循环次数条件下修正的邓肯-张模型,并引入抗剪强度劣化度描述风积沙强度衰减速度,提出了冻融循环次数与含盐量对风积沙抗剪强度的耦合作用计算公式。研究结果表明:不同冻融循环次数、含盐量与围压下风积沙应力-应变曲线均表现为应变软化型,冻融循环状态下的盐渍化风积沙受到温度与盐分的耦合作用,随着冻融循环次数与含盐量的增加,风积沙应变软化速率显著降低;修正的邓肯-张模型可以较好地描述风积沙应变软化特征,不同冻融循环次数下风积沙初始回弹模量随围压增大而增大,随冻融循环次数增加先减小后缓慢增加;在冻融条件下,无盐风积沙抗剪强度劣化速率较慢,而对于含盐风积沙,土中的盐分与水分相变加快了风积沙抗剪强度的劣化速率,使得风积沙抗剪强度迅速降低;对于不同围压下的风积沙,其强度变化规律相似,即在经历初次冻融循环后抗剪强度显著下降,并随着冻融循环次数的增加,强度劣化速率逐渐趋于稳定,风积沙抗剪强度劣化度随冻融循环次数增加呈双曲线递增,随含盐量的增大呈线性递增趋势。 相似文献
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冻土路基水热迁移问题的理论模型及数值模拟 总被引:4,自引:0,他引:4
路基不均匀沉陷和冻胀变形、纵向裂缝等是多年冻土区或是季节冻土区道路工程的主要病害,路基中的热状况与水分状况及其变化是引起冻害严重与否的主要因素。路基中热量的差异和改变引起水分的迁移与转化,而传统的等温模型不能确切地反映温度变化条件下路基中水分的迁移。该文在土体水分等温模型的基础上,建立水热耦合迁移数值模型,引进非等温扩散流方程,提出在水热梯度共同作用下的二维水热迁移的理论模型,并以青藏公路K3363 880路段为对象,进行水热耦合计算,证明模型的有效性,从而进行温度场和水分场变化规律的研究。 相似文献
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为了研究修筑公路对高海拔多年冻土层热状态的影响,开展了新藏公路多年冻土区路段沿线病害调查,在海拔5 400 m地带修筑了冻土地温监测断面与气象监测站点;对气温、地温、辐射强度进行了监测,依据监测结果计算了冻土上限处的热流通量,分析了多年冻土层地温变化特征;基于热传导和热扩散理论,建立了天然地基及普通路基下部多年冻土地温-深度理论预测模型。研究结果表明:多年冻土区公路病害主要由于沥青路面大量吸热导致,热棒、隔热层等主动、被动保护的手段虽有一定效果,但不能改变多年冻土的快速退化;研究区域天然地基与路基中心一天内温差最高达19.66 ℃,左、右路肩一天内温差最高为4.94 ℃,天然地基下深层多年冻土温度稳定在-6.0 ℃左右,路基中心下部深层多年冻土温度稳定在-5.6 ℃左右,路基下部相较天然地基温度变化更为剧烈,且等温层温度更高;研究区域的辐射强度在一天的10:00~18:00显著增强,在一年的3~6月为辐射强度的顶峰期,浅层地温主要受辐射强度的年周期变化影响;天然地基、路基中心、阴坡路肩与阳坡路肩下部多年冻土层年热流通量依次为-4 001、-14 649、-4 487与58 303 kJ·m-2,路基中心散热速率大于天然地基,阳坡路肩处大量吸热;天然地基的等温层出现在9.79 m深度处,而路基中心等温层出现在9.61 m深度处,路基中心等温层位置更浅,路基土的换填使路基下部浅层冻土温度变化更明显,短期内对下部多年冻土的散热有正向作用;在阴阳坡效应下,阳坡下部多年冻土温度升高,路基热稳定性降低,并产生不均匀沉降。 相似文献
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为了揭示土体中水分迁移的运动机理,应用美国水分传感器及采集设备(6050X1 trase system),对封闭系统的小型试件进行恒温条件下底部补水的动态测试,得出土体含水体积分数随时间的变化曲线、浸润面上升速率和水通量与浸润面上升高度的曲线,并回归出浸润面上升速率与上升高度以及水通量与浸润面上升高度的关系式。研究结果表明:在试件中引起水分迁移最主要的因素是基质势和重力势;土体中各点的含水体积分数从试件底部开始到试件顶部逐渐增大,土体浸润面上升速率和水通量随迁移路径的增长呈减小趋势;土体的三相介质构成及孔隙连通性等因素是影响水分迁移路径与迁移动力的重要因素。 相似文献
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水分对于风化千枚岩填筑试槽路基回弹模量的影响 总被引:1,自引:0,他引:1
地下水和地表水是影响风化千枚岩路基回弹模量的重要因素,在室内修筑1m×1m×1.2m的试槽路基模型,模拟地表水和地下水的影响,分别从试槽顶部和底部补水,分析水分对路基湿化变形和回弹模量的影响.研究结果表明:补充地下水时由于千枚岩填料路基的孔隙率比较大,水分上升高度较小,对路基上层的含水率影响较小,承载板测试的过程中对路基起到不断压实的作用,路基回弹模量出现增大趋势;补充地表水时由于路基孔隙大,同时在水的自重下水分下渗深度也大,风化千枚岩遇水崩解,强度降低,导致回弹模量明显衰减.表明了地表水对路基的影响要比地下水更为明显. 相似文献
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