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青藏高原多年冻土地区铁路路基工程动力稳定性分析
被引量:
6
1
作者
陈拓
吴志坚
+2 位作者
林碧苍
郝臻
曹伟宏
《地震工程学报》
CSCD
北大核心
2014年第4期939-945,共7页
科学合理地分析铁路路基块石层在机车荷载作用下的动力传递机理,对于多年冻土区路基工程稳定性预测有着重要的指导意义,同时对于在青藏高原多年冻土地区建设高坝大库等重要水利工程的动力稳定性分析也具有重要的借鉴作用。通过选取青藏...
科学合理地分析铁路路基块石层在机车荷载作用下的动力传递机理,对于多年冻土区路基工程稳定性预测有着重要的指导意义,同时对于在青藏高原多年冻土地区建设高坝大库等重要水利工程的动力稳定性分析也具有重要的借鉴作用。通过选取青藏铁路北麓河段典型块石路基结构开展机车通过实时强震动测试,获得了机车通过时的实时加速度数据。在现场测试的基础上,基于有限元分析软件,运用二维非线性动力响应分析方法对多年冻土区块石路基结构在机车荷载作用下动力传递特性、位移响应特性和应力应变特性进行了数值模拟分析,并通过对比分析素土路基的动力响应特征,科学分析青藏铁路路基块石层在机车荷载作用下的动力传递机理。研究结果表明,块石层的铺设可以有效限制机车荷载产生的加速度向路基深处传递,减小机车振动对路基结构的影响,有助于保护冻土路基的稳定性;块石层的铺设可以较好地减小机车荷载作用下路基的沉降变形,在相同机车荷载作用下块石结构路基的最大沉降量仅为0.9mm,而素土路基的最大沉降量可达1.9mm;块石层的铺设可以改变机车荷载作用下路基内部的应力应变状态,使得路基内部最大主应力增大,而最大剪应变幅值、范围均减小。
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关键词
多年冻土
块石层
动力响应
振动沉降
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职称材料
不均质软土地基中沉井施工技术
被引量:
5
2
作者
高宏飙
《电力建设》
2005年第2期19-20,共2页
天生港机组技改工程,取水泵房座落在江边块石丁坝斜坡上,坡面以上为欠固结淤泥质粉质粘土,地基极 不均匀。采用局部打砂桩加固,排水下沉的施工技术,解决不均质软土地基中沉井的技术问题,使沉井下沉安全到位, 取得了良好的观测结果。
关键词
沉井
淤泥质粉质粘土
块石层
施工技术
排水下沉
原文传递
块石路基层中对流过程与温度特性关系试验研究
被引量:
4
3
作者
钱进
俞祁浩
+1 位作者
谷伟
游艳辉
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第1期83-88,共6页
利用块石层调控路基地温是主动冷却路基的一种重要措施,块石层内部对流换热过程是冻土工程应用研究的重要内容之一,块石层中由低压或温差引起的空气流动的实际测定一直是其中亟待解决的问题。通过高精度微风速探测仪器,首次获得由温差...
利用块石层调控路基地温是主动冷却路基的一种重要措施,块石层内部对流换热过程是冻土工程应用研究的重要内容之一,块石层中由低压或温差引起的空气流动的实际测定一直是其中亟待解决的问题。通过高精度微风速探测仪器,首次获得由温差引起的块石层空气流动特征。研究发现:块石层中对流过程和温度变化过程相互影响,在加速区和稳定区实现快速降温之后呈现缓慢降温过程;块石层内温差大于空气对流的启动温差时,自然对流速度和温差具有线性相关性;随着降温过程在相同温差条件下具有不同的对流特性;块石层上表面温度波动对内部温度波动的影响随深度而减弱,温度延迟性与深度呈线性相关性,块石层不同层位温度变化的非对称性由不同的传热方式和传热效率导致;在热传导期块石层存在热传导影响范围,为保证降温效果块石层厚度需大于热传导范围。研究成果为理论分析和数值模拟提供直接的有力支持以及对该种措施降温机制的进一步认识和改进都具有重要意义。
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关键词
块石层
对流过程
温度特性
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职称材料
人工块体替代垫层块石的数值试验研究
被引量:
1
4
作者
姜振春
马帅
梁丙臣
《水运工程》
北大核心
2018年第3期1-6,共6页
针对大垫层块石选料困难和抛填理坡施工难度大、较难控制施工质量及进度的问题,通过水工物理模型试验及数值模拟的手段,对人工块体替代垫层块石可行性进行了初步探究。基于水工试验结论,利用CAD与CFD相结合的方式,建立了符合真实海况的...
针对大垫层块石选料困难和抛填理坡施工难度大、较难控制施工质量及进度的问题,通过水工物理模型试验及数值模拟的手段,对人工块体替代垫层块石可行性进行了初步探究。基于水工试验结论,利用CAD与CFD相结合的方式,建立了符合真实海况的三维防波堤水动力数学模型,并通过波面方程和物理模型试验对其有效性进行了验证。数值试验给出了不同垫层形式对波浪爬高的影响,探讨了护面块体的受力和块体间隙的流场分布。结果表明人工块体作垫层有一定可行性。为进一步探究护面层失稳的动力特征提供了依据,对工程设计中人工块体代替垫层块石的可行性提供参考。
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关键词
人工块体
垫层块石
数学模型
波浪爬高
流场分布
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职称材料
降雨对封闭块石层对流特征与水热状态的影响试验
被引量:
4
5
作者
韩风雷
邱凯驰
+3 位作者
喻文兵
耿永奇
秦臻
陆妍
《中国公路学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期156-164,共9页
块石路基作为解决青藏高原多年冻土冻胀融沉病害的关键技术而得到广泛应用。近年来青藏高原呈现湿化显著的趋势,夏季降雨携带的部分热量会快速入渗到块石层,从而影响块石路基的传热特性和水热状态,有必要开展降雨条件下块石路基热力学...
块石路基作为解决青藏高原多年冻土冻胀融沉病害的关键技术而得到广泛应用。近年来青藏高原呈现湿化显著的趋势,夏季降雨携带的部分热量会快速入渗到块石层,从而影响块石路基的传热特性和水热状态,有必要开展降雨条件下块石路基热力学特性研究。基于室内试验,开展了不同降雨量、不同厚度下封闭块石层水热响应规律研究。结果表明:(1)在降雨条件下封闭块石层自然对流的发生与降雨量大小和块石层厚度有关。随降雨量增加,1.4 m厚度的块石层自然对流瑞利数最大值逐渐降低。当降雨量达到23 mm时,块石层不发生自然对流;而0.6 m厚度的块石层自然对流瑞利数最大值则随降雨量增加而逐渐增大,自然对流增强。(2)在降雨入渗作用下,1.4 m厚度的块石层内部与基底土层有升温效应,而0.6 m厚度的块石层基底土层有降温效应。与未来50年青藏高原预测升温速率每年0.052℃相比,降雨入渗对前者下伏土层的升温效应更为显著。(3)暖季的降雨入渗在短时间内会显著影响基底浅层土的体积含水量。随着降雨量的增加,体积含水量峰值有一定抬升,但每循环周期的峰值大小差异不大。主要是因为在经过冷季低温冻结后,块石体与土层之间的部分空隙被凝结冰填充,降雨难以入渗从而会产生基底水分累积。因此,在多雨地区应加强块石层与土层界面间的防排水措施。研究结果对于评价和预测降雨环境下封闭块石路基的热稳定性具有重要工程意义,并可为新建多年冻土区路基工程结构设计与病害防治提供参考。
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关键词
道路工程
水热响应
室内试验
封闭块石层
降雨
对流特征
原文传递
不同换填材料对多年冻土地区公路路基温度状况影响的数值模拟
被引量:
4
6
作者
马敏
齐毅
+5 位作者
郭颖
徐智超
张程程
柳英伟
宋树城
单炜
《森林工程》
北大核心
2022年第4期131-139,146,共10页
为解决气候变暖、施工扰动引起的多年冻土区公路路基融沉失稳问题,探索适用于东北地区多年冻土的路基结构,该研究提出采用大粒径块石层换填地基多年冻土层的新型路基结构对路基变形进行改善,并在京漠公路瓦拉干至西林吉段工程中进行实...
为解决气候变暖、施工扰动引起的多年冻土区公路路基融沉失稳问题,探索适用于东北地区多年冻土的路基结构,该研究提出采用大粒径块石层换填地基多年冻土层的新型路基结构对路基变形进行改善,并在京漠公路瓦拉干至西林吉段工程中进行实践。对比不同换填材料对路基热稳定性的影响,将换填角砾路基结构作为对照,建立考虑水分相变和空气自然对流换热的传热模型,对2种路基交工后20 a内的温度状况进行数值计算。结果表明,2019—2039年,换填块石路基和换填角砾路基下多年冻土上限分别降至-4.43 m和-6.51 m,融化夹层面积分别增加至44.48 m^(2)和72.53 m^(2)。换填块石路基比换填角砾路基下多年冻土上限更高,融化夹层更薄。而且换填块石路基下多年冻土上限始终位于块石层内,由于块石颗粒间能够形成良好的嵌锁结构,从而有效抵御地基不均匀变形,因此该路基结构可以有效减小路基沉降量。然而,换填角砾路基下多年冻土上限已经进入中风化安山岩层,而且角砾颗粒间不能形成良好的嵌锁结构,也无法抵御地基不均匀变形,由此判断换填角砾路基的融化沉降量较大,该路基结构不适用于东北多年冻土区。该研究从路基热稳定性角度分析和验证了换填块石路基结构对改善路基沉降的有效性,为解决东北多年冻土区公路路基融沉失稳问题提供了重要参考。
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关键词
东北多年冻土区
高温冻土
换填块石层
融沉变形
对流传热模型
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职称材料
题名
青藏高原多年冻土地区铁路路基工程动力稳定性分析
被引量:
6
1
作者
陈拓
吴志坚
林碧苍
郝臻
曹伟宏
机构
甘肃省地震局(中国地震局黄土地震工程重点实验室)
中国地震局兰州地震研究所
甘肃省岩土防灾工程技术研究中心
中国地震局
河北联合大学
出处
《地震工程学报》
CSCD
北大核心
2014年第4期939-945,共7页
基金
国家重点基础研究发展计划(973项目)(No.2012CB026106)
中国地震局黄土地震工程重点实验室开放基金(2013051)
国家自然科学基金创新群体(No.41121061)
文摘
科学合理地分析铁路路基块石层在机车荷载作用下的动力传递机理,对于多年冻土区路基工程稳定性预测有着重要的指导意义,同时对于在青藏高原多年冻土地区建设高坝大库等重要水利工程的动力稳定性分析也具有重要的借鉴作用。通过选取青藏铁路北麓河段典型块石路基结构开展机车通过实时强震动测试,获得了机车通过时的实时加速度数据。在现场测试的基础上,基于有限元分析软件,运用二维非线性动力响应分析方法对多年冻土区块石路基结构在机车荷载作用下动力传递特性、位移响应特性和应力应变特性进行了数值模拟分析,并通过对比分析素土路基的动力响应特征,科学分析青藏铁路路基块石层在机车荷载作用下的动力传递机理。研究结果表明,块石层的铺设可以有效限制机车荷载产生的加速度向路基深处传递,减小机车振动对路基结构的影响,有助于保护冻土路基的稳定性;块石层的铺设可以较好地减小机车荷载作用下路基的沉降变形,在相同机车荷载作用下块石结构路基的最大沉降量仅为0.9mm,而素土路基的最大沉降量可达1.9mm;块石层的铺设可以改变机车荷载作用下路基内部的应力应变状态,使得路基内部最大主应力增大,而最大剪应变幅值、范围均减小。
关键词
多年冻土
块石层
动力响应
振动沉降
Keywords
permafrost
block
-
stone
layer
dynamic
response
vibration
settlement
分类号
TU433 [建筑科学—岩土工程]
下载PDF
职称材料
题名
不均质软土地基中沉井施工技术
被引量:
5
2
作者
高宏飙
机构
天生港发电有限公司
出处
《电力建设》
2005年第2期19-20,共2页
文摘
天生港机组技改工程,取水泵房座落在江边块石丁坝斜坡上,坡面以上为欠固结淤泥质粉质粘土,地基极 不均匀。采用局部打砂桩加固,排水下沉的施工技术,解决不均质软土地基中沉井的技术问题,使沉井下沉安全到位, 取得了良好的观测结果。
关键词
沉井
淤泥质粉质粘土
块石层
施工技术
排水下沉
Keywords
open
caisson
silt
clay
block stone
layer
construction
technology
drainage-in-well
sinking
method
分类号
TU753.64 [建筑科学—建筑技术科学]
原文传递
题名
块石路基层中对流过程与温度特性关系试验研究
被引量:
4
3
作者
钱进
俞祁浩
谷伟
游艳辉
机构
中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室
四川省交通运输厅交通勘察设计研究院
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第1期83-88,共6页
基金
中国科学院西部行动计划项目(No.KZCX2-XB2-10)
国家自然科学基金杰出青年基金项目(No.40625004)
国家自然科学重点基金项目(No.40730736)
文摘
利用块石层调控路基地温是主动冷却路基的一种重要措施,块石层内部对流换热过程是冻土工程应用研究的重要内容之一,块石层中由低压或温差引起的空气流动的实际测定一直是其中亟待解决的问题。通过高精度微风速探测仪器,首次获得由温差引起的块石层空气流动特征。研究发现:块石层中对流过程和温度变化过程相互影响,在加速区和稳定区实现快速降温之后呈现缓慢降温过程;块石层内温差大于空气对流的启动温差时,自然对流速度和温差具有线性相关性;随着降温过程在相同温差条件下具有不同的对流特性;块石层上表面温度波动对内部温度波动的影响随深度而减弱,温度延迟性与深度呈线性相关性,块石层不同层位温度变化的非对称性由不同的传热方式和传热效率导致;在热传导期块石层存在热传导影响范围,为保证降温效果块石层厚度需大于热传导范围。研究成果为理论分析和数值模拟提供直接的有力支持以及对该种措施降温机制的进一步认识和改进都具有重要意义。
关键词
块石层
对流过程
温度特性
Keywords
block
-
stone
layer
convection
process
temperature
characteristics
分类号
TU445 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
人工块体替代垫层块石的数值试验研究
被引量:
1
4
作者
姜振春
马帅
梁丙臣
机构
海军海防工程研究中心.北京
中国海洋大学工程学院.山东青岛
出处
《水运工程》
北大核心
2018年第3期1-6,共6页
基金
国家自然科学基金项目(51679223)
文摘
针对大垫层块石选料困难和抛填理坡施工难度大、较难控制施工质量及进度的问题,通过水工物理模型试验及数值模拟的手段,对人工块体替代垫层块石可行性进行了初步探究。基于水工试验结论,利用CAD与CFD相结合的方式,建立了符合真实海况的三维防波堤水动力数学模型,并通过波面方程和物理模型试验对其有效性进行了验证。数值试验给出了不同垫层形式对波浪爬高的影响,探讨了护面块体的受力和块体间隙的流场分布。结果表明人工块体作垫层有一定可行性。为进一步探究护面层失稳的动力特征提供了依据,对工程设计中人工块体代替垫层块石的可行性提供参考。
关键词
人工块体
垫层块石
数学模型
波浪爬高
流场分布
Keywords
artificial
block
stone
layer
mathematical
model
wave
run-up
flow
field
distribution
分类号
U656.21 [交通运输工程—港口、海岸及近海工程]
下载PDF
职称材料
题名
降雨对封闭块石层对流特征与水热状态的影响试验
被引量:
4
5
作者
韩风雷
邱凯驰
喻文兵
耿永奇
秦臻
陆妍
机构
重庆交通大学山区桥梁及隧道工程国家重点实验室
重庆交通大学土木工程学院
中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室
出处
《中国公路学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期156-164,共9页
基金
国家自然科学基金青年项目(41801053)
重庆市自然科学基金项目(cstc2019jcyj-msxmX0835)
+2 种基金
中国博士后科学基金项目(2020M683710XB)
冻土工程国家重点实验室开放基金项目(SKLFSE201903)
山区桥梁及隧道工程国家重点实验室开放基金项目(SKLBT-19-003)。
文摘
块石路基作为解决青藏高原多年冻土冻胀融沉病害的关键技术而得到广泛应用。近年来青藏高原呈现湿化显著的趋势,夏季降雨携带的部分热量会快速入渗到块石层,从而影响块石路基的传热特性和水热状态,有必要开展降雨条件下块石路基热力学特性研究。基于室内试验,开展了不同降雨量、不同厚度下封闭块石层水热响应规律研究。结果表明:(1)在降雨条件下封闭块石层自然对流的发生与降雨量大小和块石层厚度有关。随降雨量增加,1.4 m厚度的块石层自然对流瑞利数最大值逐渐降低。当降雨量达到23 mm时,块石层不发生自然对流;而0.6 m厚度的块石层自然对流瑞利数最大值则随降雨量增加而逐渐增大,自然对流增强。(2)在降雨入渗作用下,1.4 m厚度的块石层内部与基底土层有升温效应,而0.6 m厚度的块石层基底土层有降温效应。与未来50年青藏高原预测升温速率每年0.052℃相比,降雨入渗对前者下伏土层的升温效应更为显著。(3)暖季的降雨入渗在短时间内会显著影响基底浅层土的体积含水量。随着降雨量的增加,体积含水量峰值有一定抬升,但每循环周期的峰值大小差异不大。主要是因为在经过冷季低温冻结后,块石体与土层之间的部分空隙被凝结冰填充,降雨难以入渗从而会产生基底水分累积。因此,在多雨地区应加强块石层与土层界面间的防排水措施。研究结果对于评价和预测降雨环境下封闭块石路基的热稳定性具有重要工程意义,并可为新建多年冻土区路基工程结构设计与病害防治提供参考。
关键词
道路工程
水热响应
室内试验
封闭块石层
降雨
对流特征
Keywords
road
engineering
hydrothermal
response
laboratory
test
closed
block stone
layer
rainfall
convective
property
分类号
U419.92 [交通运输工程—道路与铁道工程]
原文传递
题名
不同换填材料对多年冻土地区公路路基温度状况影响的数值模拟
被引量:
4
6
作者
马敏
齐毅
郭颖
徐智超
张程程
柳英伟
宋树城
单炜
机构
东北林业大学寒区科学与工程研究院
东北多年冻土区地质环境系统教育部野外科学观测研究站
东北多年冻土区环境、道路建设与养护协同创新中心
国道京漠公路瓦拉干至樟岭段建设指挥部
塔河县交通运输局
出处
《森林工程》
北大核心
2022年第4期131-139,146,共10页
基金
国家自然科学基金项目(41641024)
黑龙江省交通投资集团科技项目(JT-100000-ZC-FW-2021-0182)
塔河县交通运输局科技项目(WZY2017101600)。
文摘
为解决气候变暖、施工扰动引起的多年冻土区公路路基融沉失稳问题,探索适用于东北地区多年冻土的路基结构,该研究提出采用大粒径块石层换填地基多年冻土层的新型路基结构对路基变形进行改善,并在京漠公路瓦拉干至西林吉段工程中进行实践。对比不同换填材料对路基热稳定性的影响,将换填角砾路基结构作为对照,建立考虑水分相变和空气自然对流换热的传热模型,对2种路基交工后20 a内的温度状况进行数值计算。结果表明,2019—2039年,换填块石路基和换填角砾路基下多年冻土上限分别降至-4.43 m和-6.51 m,融化夹层面积分别增加至44.48 m^(2)和72.53 m^(2)。换填块石路基比换填角砾路基下多年冻土上限更高,融化夹层更薄。而且换填块石路基下多年冻土上限始终位于块石层内,由于块石颗粒间能够形成良好的嵌锁结构,从而有效抵御地基不均匀变形,因此该路基结构可以有效减小路基沉降量。然而,换填角砾路基下多年冻土上限已经进入中风化安山岩层,而且角砾颗粒间不能形成良好的嵌锁结构,也无法抵御地基不均匀变形,由此判断换填角砾路基的融化沉降量较大,该路基结构不适用于东北多年冻土区。该研究从路基热稳定性角度分析和验证了换填块石路基结构对改善路基沉降的有效性,为解决东北多年冻土区公路路基融沉失稳问题提供了重要参考。
关键词
东北多年冻土区
高温冻土
换填块石层
融沉变形
对流传热模型
Keywords
Northeast
permafrost
region
high
temperature
permafrost
replacement
block stone
layer
thaw
settlement
deformation
convective
heat
transfer
model
分类号
S772 [农业科学—森林工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
青藏高原多年冻土地区铁路路基工程动力稳定性分析
陈拓
吴志坚
林碧苍
郝臻
曹伟宏
《地震工程学报》
CSCD
北大核心
2014
6
下载PDF
职称材料
2
不均质软土地基中沉井施工技术
高宏飙
《电力建设》
2005
5
原文传递
3
块石路基层中对流过程与温度特性关系试验研究
钱进
俞祁浩
谷伟
游艳辉
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012
4
下载PDF
职称材料
4
人工块体替代垫层块石的数值试验研究
姜振春
马帅
梁丙臣
《水运工程》
北大核心
2018
1
下载PDF
职称材料
5
降雨对封闭块石层对流特征与水热状态的影响试验
韩风雷
邱凯驰
喻文兵
耿永奇
秦臻
陆妍
《中国公路学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
4
原文传递
6
不同换填材料对多年冻土地区公路路基温度状况影响的数值模拟
马敏
齐毅
郭颖
徐智超
张程程
柳英伟
宋树城
单炜
《森林工程》
北大核心
2022
4
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职称材料
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