粉砂土反复冻胀融沉特性试验研究 被引量：46

1

作者 严晗 王天亮 刘建坤 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期3159-3165,共7页

针对深季节冻土区的特殊环境,通过室内试验研究了粉砂土在不同初始含水率、干密度、荷载、冻融次数条件下的反复冻胀、融沉特性。研究结果表明:粉砂土的冻结温度为-1.03°C;其冻胀融沉变形随冻融次数的增加呈现波浪式起伏变化,并最... 针对深季节冻土区的特殊环境,通过室内试验研究了粉砂土在不同初始含水率、干密度、荷载、冻融次数条件下的反复冻胀、融沉特性。研究结果表明:粉砂土的冻结温度为-1.03°C;其冻胀融沉变形随冻融次数的增加呈现波浪式起伏变化,并最终趋于稳定状态;经历多次冻融后,干密度较大试样整体表现为膨胀,干密度较小试样整体表现为压密;上部荷载在抑制冻胀的同时加大了试样的整体融沉变形,却降低了每次冻融的冻胀率和融沉系数;存在一个最优初始含水率,该含水率条件下,试样经历多次冻融后的高度不发生变化;由于外界水源的补给,冻融后试样内部含水率均大于初始含水率;干密度和顶端荷载的增大均有效地抑制了外界水源的补给;4次冻融循环后,粉砂土的冻胀率、融沉系数均逐渐趋于稳定。 展开更多

关键词 粉砂土 冻融循环 冻胀融沉 冻胀率 融沉系数

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甘肃省公路沿线典型地段含盐量对冻胀盐胀特性影响的试验研究 被引量：41

2

作者 李国玉 喻文兵 +3 位作者 马巍 齐吉琳 金会军 盛煜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期2276-2280,共5页

季节冻土区含盐土公路路基在季节性冻胀、盐胀和融沉作用下,发生大量的道路病害,给道路的安全运营带来了严重的隐患。在考察大量现场道路病害的基础上,针对甘肃省季节冻土区公路沿线盐渍化道路病害比较严重的地段,选取几种典型的盐渍土... 季节冻土区含盐土公路路基在季节性冻胀、盐胀和融沉作用下,发生大量的道路病害,给道路的安全运营带来了严重的隐患。在考察大量现场道路病害的基础上,针对甘肃省季节冻土区公路沿线盐渍化道路病害比较严重的地段,选取几种典型的盐渍土进行室内冻融循环试验来研究它们在周期波动温度条件下冻胀、盐胀和融沉特性,进一步探讨盐渍土地区道路病害产生的机制。试验结果发现,含盐量对路基土冻胀、融沉和盐胀等变形过程有明显的影响,不同的含盐量路基土膨胀机制不同。含盐量较高的土体,变形主要由盐胀引起,没有明显的融沉变形;含盐量较低的路基土,变形主要由冻胀和融沉引起,可能存在盐胀;对于无盐但冻胀敏感性路基土,其变形主要由冻胀和融沉引起。另外,开放系统下盐渍土反复冻融循环后含水率重新分布,含水率普遍增加,且形成了两端含水率高、中间低的现象。 展开更多

关键词 土力学 道路工程 季节冻土 盐渍土 冻胀 融沉 盐胀

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中俄原油管道漠大线运营后面临一些冻害问题及防治措施建议 被引量：42

3

作者 李国玉 马巍 +5 位作者 王学力 金会军 王永平 赵迎波 蔡永军 张鹏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2963-2973,共11页

基于世界上几条多年冻土区修建输油气管道的经验,结合我国境内的中俄原油管道漠河-大庆段(漠大线)现场调查、油温监测和探地雷达等勘察结果,研究漠大线运营后可能面临的主要冻害问题、形成过程、影响因素、成灾机制、管道影响,提出预防... 基于世界上几条多年冻土区修建输油气管道的经验,结合我国境内的中俄原油管道漠河-大庆段(漠大线)现场调查、油温监测和探地雷达等勘察结果,研究漠大线运营后可能面临的主要冻害问题、形成过程、影响因素、成灾机制、管道影响,提出预防和防治措施建议及进一步需要研究的主要问题。研究发现,目前漠大线面临的主要冻害问题包括融沉、冻胀丘、冰椎、冻土斜坡、冰刨蚀和潜在冻胀等,在管道持续运行和环境条件改变下,这些冻融灾害可能对管道造成一定的不利影响甚至破坏。现场油温监测显示,在2011年和2012年最低和最高油温分别为0.42℃和16.2℃,全年的正油温运行是造成目前管道周围冻土融沉的主要原因。冬季部分地段出现的冻胀丘、冰椎以及浮冰对管道形成一定的潜在威胁。研究成果为中俄原油管道漠大线以及规划建设的中俄原油管道二线、中俄输气管道、格尔木-拉萨输油管道改造工程以及其他多年冻土区输油气管道设计、施工、运营和维护提供参考和依据。 展开更多

关键词 中俄原油管道 多年冻土 冻胀 融沉 冰椎 冰刨蚀 冻胀丘

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冻融循环对黄土物理力学性质影响的试验 被引量：41

4

作者 毕贵权 张侠 +3 位作者 李国玉 马巍 毛云程 穆彦虎 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2010年第2期114-117,共4页

通过补水条件下的冻融循环试验,研究冻融循环作用对黄土样的水分分布、变形和干密度的影响.试验结果表明:反复的冻融循环作用使得土样含水量增加,从底板到顶板土样含水量逐渐递增,冻融界面附近含水量变化梯度较大;黄土样在冻融循环初期... 通过补水条件下的冻融循环试验,研究冻融循环作用对黄土样的水分分布、变形和干密度的影响.试验结果表明:反复的冻融循环作用使得土样含水量增加,从底板到顶板土样含水量逐渐递增,冻融界面附近含水量变化梯度较大;黄土样在冻融循环初期冻胀变形比较剧烈,之后总体变形趋于稳定,冻融循环后期土样出现较小的沉降变形;冻融循环使得黄土样的干密度逐渐减小,且冻融循环剧烈的上部干密度较下部更小. 展开更多

关键词 黄土 冻融循环 冻胀 融沉 变形 含水量 干密度

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浅埋隧道冻结法施工地表冻胀融沉规律及冻结壁厚度优化研究 被引量：40

5

作者 郑立夫 高永涛 +1 位作者 周喻 田书广 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期2110-2121,共12页

浅埋隧道对地表冻胀、融沉变形有严格要求。针对珠机城际轨道交通项目联络通道冻结壁设计改进问题,基于热-力耦合理论,利用有限差分数值计算方法对冻结法施工全过程进行模拟,通过比较研究不同厚度冻结壁模型引起的地表冻胀、融沉变形及... 浅埋隧道对地表冻胀、融沉变形有严格要求。针对珠机城际轨道交通项目联络通道冻结壁设计改进问题,基于热-力耦合理论,利用有限差分数值计算方法对冻结法施工全过程进行模拟,通过比较研究不同厚度冻结壁模型引起的地表冻胀、融沉变形及隧道管片变形规律,实现冻结壁厚度的优化设计。研究表明:(1)该数值模型可有效模拟地表冻胀、融沉变形,利用已查明数值误差对计算结果进行折减可得到较为准确的实际变形预测值;(2)不同模型地表冻胀、融沉规律大致相同,但变形量及影响范围随冻结壁厚度减小呈递减趋势,当冻结壁厚度为2.5 m及以下时变形基本满足规程要求;(3)土体冻胀、融沉变形并非简单的互逆过程,融沉变形通常大于冻胀变形,平均超出量达40%,应特别注意;(4)冻结壁厚度越大相应产生的冻胀力越大,通过优化冻结壁厚度可有效控制隧道管片附加应力及变形的产生,保护已建隧道结构安全;(5)综合选定2.5 m为冻结壁改进厚度,成果直接应用于4#联络通道冻结法施工,经现场监测表明该优化方案有效、可行,对类似工程冻结壁厚度设计具有较好的推广应用价值。 展开更多

关键词 浅埋隧道 冻胀、融沉变形 热-力耦合理论 冻结壁 厚度优化

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冻结法几个关键问题及在地下空间近接工程中最新应用 被引量：37

6

作者 陈湘生 《隧道建设》 北大核心 2015年第12期1243-1251,共9页

地层冻结法在我国应用已超过60年。作为地下工程和隧道工程治水最有效方法之一,既有它的优势也存在一定的风险。给出冻结工程的全过程流程,并从冻土结构在施工过程中受力机制分为"隔水"(水压)和"既隔水又承受岩土压&quo... 地层冻结法在我国应用已超过60年。作为地下工程和隧道工程治水最有效方法之一,既有它的优势也存在一定的风险。给出冻结工程的全过程流程,并从冻土结构在施工过程中受力机制分为"隔水"(水压)和"既隔水又承受岩土压"(土水压)之间的差异,详尽说明需要考虑的影响设计的主要因素,特别对地层冻胀和融沉机制和预防做出详细阐述,最后给出在隧道工程的地层冻结方面的最新进展。 展开更多

关键词 地层冻结 冻胀融沉 隧道 地铁车站 盾构进出洞

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冻融循环对压实黄土湿陷变形影响的过程和机制 被引量：36

7

作者 李国玉 马巍 +2 位作者 穆彦虎 周成林 毛云程 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1-5,10,共6页

为研究冻融循环对压实黄土湿陷变形影响的过程和机制,对压实黄土进行补水条件下的冻融循环试验,测试了冻融循环前后压实黄土的温度、水分、变形、干密度、孔隙比和湿陷变形。结果表明:反复的冻融循环引起了压实黄土反复的冻胀和融沉变形... 为研究冻融循环对压实黄土湿陷变形影响的过程和机制,对压实黄土进行补水条件下的冻融循环试验,测试了冻融循环前后压实黄土的温度、水分、变形、干密度、孔隙比和湿陷变形。结果表明:反复的冻融循环引起了压实黄土反复的冻胀和融沉变形,土样中水分不断增加且向中上部聚集,干密度减小,孔隙比增加,最终导致黄土湿陷变形增加;冻融循环和增湿作用引起的压实黄土结构疏松和强度弱化是黄土地基和路基湿陷变形增加的主要原因。研究成果为季节冻土区黄土湿陷产生的原因和机制研究提供了一种新的思路和解释,为黄土湿陷灾害防治提供了科学依据。 展开更多

关键词 道路工程 压实黄土 试验研究 湿陷变形 季节冻土 冻胀 融沉

原文传递

冻融对压实黄土工程地质特性影响的试验研究 被引量：30

8

作者 李国玉 马巍 +2 位作者 李宁 穆彦虎 毛云程 《水利与建筑工程学报》 2010年第4期5-7,20,共4页

季节冻土区黄土路基经常遭受强烈的冻融循环作用,使得路基土体的水分重新分布、密度发生变化,严重的会导致路基发生较大变形而破坏,造成一定的经济损失和安全隐患。通过补水条件下的压实黄土冻融循环试验,研究冻融循环作用对压实黄土的... 季节冻土区黄土路基经常遭受强烈的冻融循环作用,使得路基土体的水分重新分布、密度发生变化,严重的会导致路基发生较大变形而破坏,造成一定的经济损失和安全隐患。通过补水条件下的压实黄土冻融循环试验,研究冻融循环作用对压实黄土的水分分布、变形和干密度等工程地质特性的影响。试验结果表明：反复的冻融循环作用使得土样含水率增加,从底板到顶板土样含水率逐渐递增,且含水率增加幅度随冻融次数的增加而增加;土样在冻融循环初期冻胀变形大于融沉变形,总体变形显著增加,经过一定冻融循环次数后土样总体变形趋于稳定,冻融循环后期土样出现较小的沉降变形;冻融循环使得土样的干密度逐渐减小,冻融循环次数越多,其干密度减小幅度越大。研究成果对压实黄土路基病害形成机理及防治措施研究具有重要的科学意义。 展开更多

关键词 土力学 冻融 黄土 冻胀 融沉 季节冻土

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上海灰黄色粉砂水泥改良土冻胀融沉性质实验 被引量：29

9

作者 胡向东 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期334-339,共6页

为了揭示水泥改良土拟制冻胀融沉的机理、检验水泥改良地层治理冻胀融沉的有效性,针对上海灰黄色粉砂开展水泥改良土冻胀融沉性质的实验研究.试验结果得到9种不同水泥掺入量时改良土重塑土试样的渗透系数、开敞系统冻结条件下的冻胀率... 为了揭示水泥改良土拟制冻胀融沉的机理、检验水泥改良地层治理冻胀融沉的有效性,针对上海灰黄色粉砂开展水泥改良土冻胀融沉性质的实验研究.试验结果得到9种不同水泥掺入量时改良土重塑土试样的渗透系数、开敞系统冻结条件下的冻胀率和融沉率等数据.通过分析冻胀率、融沉率随水泥掺入量、改良土试样渗透系数变化的关系,发现冻胀率和融沉率随水泥掺入量变化的规律相同,存在2个临界值,由此得到了水泥改良地层控制冻胀融沉的最佳水泥掺入量,并指出水泥改良地层控制冻胀的同时融沉自然得到控制.综合分析表明,水泥改良地层控制冻胀融沉的基本机理是水泥改良作用降低了土的渗透性,阻止了水分迁移量,减小了冰分凝作用,从而减小了冻胀. 展开更多

关键词 粉砂 水泥改良土 冻胀 融沉 冻结法 冻土试验

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人工地层冻结法风险预控 被引量：28

10

作者 鲁先龙 陈湘生 陈曦 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2308-2314,共7页

人工地层冻结法作为一种特殊工法,已有近160 a工程应用历史,仍是当前解决地下工程建设所面临"水、软、变形难以预测"3大难题的一种灵活、可靠、绿色技术方案。采用人工制冷方法将地层中的水冻结成冰是地层冻结法核心,但也正... 人工地层冻结法作为一种特殊工法,已有近160 a工程应用历史,仍是当前解决地下工程建设所面临"水、软、变形难以预测"3大难题的一种灵活、可靠、绿色技术方案。采用人工制冷方法将地层中的水冻结成冰是地层冻结法核心,但也正是由于维系冻土强度的冰的存在及其特殊性质,人工冻土与冻土结构更具有易变性和敏感性,也使得人工地层冻结法工程应用存在一定风险。基于冻土中水的相变过程及其动态平衡、冻结土体水分迁移、冻土内部联结作用的基本原理,分析了冻土特点及人工地层冻结法工程风险的物理本质,进而结合人工地层冻结法施工流程,从严格设计输入数据可靠关、严把冻结系统各关键环节质量关、严守冻结和开挖全过程安全运行维护关3方面提出了人工地层冻结法工程风险的预控方法与技术,为其在今后地下工程建设中的推广应用提供指引。 展开更多

关键词 人工地层冻结 地下工程 冻土 风险预控 水分迁移 冻胀 融沉 冻土蠕变

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地基冻-融循环离心模型试验研究 被引量：18

11

作者 陈湘生 濮家骝 +1 位作者 殷昆亭 罗小刚 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期531-534,共4页

在清华大学已完成的模型的模拟试验基础上 ,对地基经两个冻 -融循环进行离心模拟的重复试验 ,两个重复试验数据几乎一致表明该套寒区离心模型试验装置和测试系统是可行和可靠的 ;相同条件下有荷和无荷地基在冻 -融循环下重复试验显示 ,... 在清华大学已完成的模型的模拟试验基础上 ,对地基经两个冻 -融循环进行离心模拟的重复试验 ,两个重复试验数据几乎一致表明该套寒区离心模型试验装置和测试系统是可行和可靠的 ;相同条件下有荷和无荷地基在冻 -融循环下重复试验显示 ,适当的荷载可抑制地基冻胀 ;自由冻胀量与实际相符 ;地基内温度变化情况和相应的冻胀融沉特征相同、数据相近 。 展开更多

关键词 地基 试验 岩土离心模型 冻胀 融沉 寒区工程 冻融循环

原文传递

基于BP神经网络的冻土路基变形预测与可靠度分析 被引量：18

12

作者 苗姜龙 陈曦 +1 位作者 吕彦楠 王冬勇 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期81-87,共7页

目前,基于BP神经网络法进行冻土路基变形预测的可行性和有效性仍少有学者对其进行研究。运用MATLAB编制BP神经网络程序,并应用于青藏铁路预测路基变形的工程实例。在此基础上,又采用COMSOL有限元软件的多场耦合模块分析了同一路基的变... 目前,基于BP神经网络法进行冻土路基变形预测的可行性和有效性仍少有学者对其进行研究。运用MATLAB编制BP神经网络程序,并应用于青藏铁路预测路基变形的工程实例。在此基础上,又采用COMSOL有限元软件的多场耦合模块分析了同一路基的变形场、水热场。通过对比两种方法,验证了前者的科学性和有效性。进而提出了一种新的可靠度计算方法(INNRS法),这种方法将神经网络法和响应面法有机结合起来,只需一次迭代即可形成较准确的功能函数,使得计算可靠指标的效率大大提高。应用INNRS法,对路基变形的可靠度指标和失效概率进行了评价。 展开更多

关键词 冻土路基 BP神经网络 冻胀 融沉 可靠度 改进神经网络响应面法

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InSAR技术在多年冻土区形变监测的应用 被引量：7

13

作者 刘世博 赵林 +6 位作者 汪凌霄 邹德富 周华云 谢昌卫 乔永平 岳广阳 史健宗 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2021年第4期964-975,共12页

作为大地测量的一种新兴空间技术,合成孔径雷达干涉(synthetic aperture radar interferometry,InSAR)具有全天时、高精度、大范围和速度快的优点,逐渐被应用于多年冻土区地表形变监测中。通过综述多年冻土形变原理及InSAR监测多年冻土... 作为大地测量的一种新兴空间技术,合成孔径雷达干涉(synthetic aperture radar interferometry,InSAR)具有全天时、高精度、大范围和速度快的优点,逐渐被应用于多年冻土区地表形变监测中。通过综述多年冻土形变原理及InSAR监测多年冻土形变的应用实例,研究表明:在气候变暖的背景下,多年冻土区地表年际形变以下沉为主,多年冻土上限附近地下冰含量的大小是影响年际形变量的主要因素;活动层内土壤含水量影响着地表季节形变量的大小,不同类型多年冻土区的地表年际形变量和季节形变量存在着较大的差异。研究还表明,不同波长的SAR产品在不同类型多年冻土区的适用性不同,下垫面特征对利用InSAR获取地表形变量有较大影响,L波段的SAR数据在植被覆盖度较好的区域有更好的效果。由于InSAR的失相干问题,加之目前还缺少长时间、多类型、高频率的实测形变结果作为验证和标校数据,获取准确且连续的大范围形变数据较为困难。针对目前寒区研究需求,布设野外长期观测站点,建立适用于不同多年冻土区的地表形变反演算法,构建具有较高精度和较高时空分辨率的地表形变数据集具有重要的实践和科学意义。 展开更多

关键词 InSAR 多年冻土 地表形变 冻胀 融沉

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季冻区高速铁路路基冻融变形特征 被引量：5

14

作者 甘海龙 唐先习 李小博 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第9期3760-3767,共8页

为研究季冻区高速铁路路基冻融病害及其变形特征,以兰新高速铁路K1934+190无砟轨道路基断面作为研究对象,在已有的水分迁移控制微分方程、瞬态温度场控制微分方程及土体单元应力-应变方程的基础之上,建立了无砟轨道路基受水分、温度及... 为研究季冻区高速铁路路基冻融病害及其变形特征,以兰新高速铁路K1934+190无砟轨道路基断面作为研究对象,在已有的水分迁移控制微分方程、瞬态温度场控制微分方程及土体单元应力-应变方程的基础之上,建立了无砟轨道路基受水分、温度及应力影响的数学计算模型,通过模拟和现场监测对比分析了2019年10月初—2020年5月初路基的动态变化规律。结果表明,由于水分场、温度场对季冻区高速铁路路基的耦合作用,致使路基水分变化、温度变化及由此产生的温度场重分布、水分场重分布是导致路基发生冻胀融沉的关键因素,其变形在时间域上呈规律性变化。结论可为研究冻土地区高速铁路路基冻害治理提供参考。 展开更多

关键词 季冻区 高铁铁路路基 冻胀融沉 变形特征

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基于未冻水膜压力判据的冻土水热力耦合冻胀模型研究 被引量：2

15

作者 王自力 李金峰 +2 位作者 滕继东 张升 盛岱超 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期997-1007,共11页

冻胀融沉是多年冻土区的主要病害,其受水分场、温度场、应力场的复杂耦合作用影响。基于水膜理论提出了冻土未冻水膜压力作为冰透镜体生成的判据,并重新对水分迁移驱动作用进行描述,建立了以温度、土体孔隙比为变量的全耦合模型。通过... 冻胀融沉是多年冻土区的主要病害,其受水分场、温度场、应力场的复杂耦合作用影响。基于水膜理论提出了冻土未冻水膜压力作为冰透镜体生成的判据,并重新对水分迁移驱动作用进行描述,建立了以温度、土体孔隙比为变量的全耦合模型。通过考虑已冻区冰基质的影响,推导了涵盖原位冻胀与冰分凝两部分的冻胀量计算公式。基于Matlab和COMSOL Multiphysics的联立平台,提出了模型冰透镜体实时分布的数值求解方法,实现了冻土温度、水分、应力、冰透镜体分布的全耦合数值求解。通过与室内土柱冻结试验及现有水热力模型(Thermal-Hydraulic-Mechanical,又称THM模型)冻胀量结果进行对比分析,证明了温度、含水率与冻胀计算上的可靠稳定。最后通过探讨温度梯度、上覆压力、渗透系数与压缩模量对土柱冻结的影响发现,温度梯度能显著增加土体冻胀量,上覆压力会导致更多水分向冻结锋面迁移,但对冻胀量起着抑制作用,渗透系数与压缩模量均对冻胀量产生正影响。为冻胀理论研究与数值实现提供了新思路。 展开更多

关键词 冻土 水热力耦合 冰透镜体 水膜理论 冻胀融沉

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60 m级超长联络通道冻结法施工与实测分析 被引量：2

16

作者 吴永哲 朱泽萱 +2 位作者 杨平 刘红伟 吴文亮 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2023年第6期148-156,共9页

为全面掌握60 m级超长联络通道冻结温度场、冻胀融沉变形规律,为今后类似工程积累经验,对福州地铁2号线紫阳站—五里亭站区间66 m超长联络通道冻结法施工过程进行温度和变形实测,分析了该超长联络通道施工工艺、冻结温度和地层变形规律... 为全面掌握60 m级超长联络通道冻结温度场、冻胀融沉变形规律,为今后类似工程积累经验,对福州地铁2号线紫阳站—五里亭站区间66 m超长联络通道冻结法施工过程进行温度和变形实测,分析了该超长联络通道施工工艺、冻结温度和地层变形规律,总结了其有别于常规联络通道的特点。结果表明:与常规联络通道相比,超长联络通道在结构设计、冻结方案、施工工艺等方面需进行一系列优化与改进,保证冻结施工顺利完成的同时也兼顾经济性;冻结降温过程中,冻结向内侧发展速率是向外发展的1.75倍;淤泥夹砂地层在斜交冻结管处测点与常规联络通道测点规律有所区别;冻结管搭接区域测点温度低于非搭接区域;由于冻土体量更大,地表隆起与沉降量比常规联络通道更大,影响范围更广,同一断面测点距离隧道中线距离越小,位移越大;当测点超过隧道中线20 m后,冻胀融沉量较小;中线处D5-4测点冻胀量和融沉量分别是距中线20 m处D5-1测点的2.8倍和2.3倍;各断面最大冻胀融沉量出现在隧道中线处,并沿联络通道中线分布;由于联络通道端头断面冻土体量大,其冻胀量和融沉量分别是中线处的1.6倍和1.7倍,有别于常规联络通道。 展开更多

关键词 超长联络通道 冻结法 温度场 冻胀 融沉 实测分析

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粉质黏土水泥土冻胀融沉特性研究 被引量：6

17

作者 李思齐 杨平 +1 位作者 张婷 鲍俊安 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2021年第4期1102-1110,共9页

为研究水泥土冻胀融沉特性,对南京地区典型粉质黏土进行了不同条件下的冻胀融沉试验。试验控制因素包括水泥掺入比、含水率、龄期、冷端温度和荷载等,各控制因素在包含基准数值的区间内选取代表性条件进行单一变量试验。试验采用自制冻... 为研究水泥土冻胀融沉特性,对南京地区典型粉质黏土进行了不同条件下的冻胀融沉试验。试验控制因素包括水泥掺入比、含水率、龄期、冷端温度和荷载等,各控制因素在包含基准数值的区间内选取代表性条件进行单一变量试验。试验采用自制冻胀融沉仪进行,冻胀融沉仪下部为制冷块,上部设置补水装置,模拟真实土体冻结时水分迁移过程。结果表明:粉质黏土水泥土冻胀率随水泥掺入比增大、龄期增加呈指数规律减小,随含水率增大、冷端温度升高和荷载减小呈线性增大;融沉系数随水泥掺入比变化规律与冻胀率类似,同一条件下融沉系数均大于冻胀率;水泥土完成融沉的时间随解冻温度升高而减少,但最终融沉系数相同;冻胀融沉存在合理水泥掺入比,粉质黏土的合理水泥掺入比为10%,此时冻胀率为1.56%,融沉系数为2.15%。据此提出,冻结法施工时,预先在土体中按合理水泥掺入比掺入水泥,既可有效抑制土体冻胀融沉,又可提高施工效率。 展开更多

关键词 水泥土 水泥掺入比 冻胀 融沉

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冻融作用对季节冻土区粉质粘土冻胀融沉特性的影响分析 被引量：6

18

作者 郑美玉 赵小宇 《水电能源科学》 北大核心 2013年第12期167-170,共4页

为研究季节冻土区粉质粘土的融沉特性,利用土工冻胀试验箱、数据采集系统及温度传感器、位移传感器等组装了一套冻融试验装置,考察了不同冻结温度、干密度及开放与封闭系统条件下对融沉特性的影响。结果表明,不同的顶端冻结温度下土体... 为研究季节冻土区粉质粘土的融沉特性,利用土工冻胀试验箱、数据采集系统及温度传感器、位移传感器等组装了一套冻融试验装置,考察了不同冻结温度、干密度及开放与封闭系统条件下对融沉特性的影响。结果表明,不同的顶端冻结温度下土体的冻结发展趋势相同,冻结温度愈低,冻结锋面向下发展速度愈快,冻胀稳定需要的时间愈短;融化后试样上端含水率由未冻结时的21.7%增至23.7%,下端含水率降低至19.9%;不同的冻结温度在土体内形成了不同的温度梯度,温度梯度愈大,冻胀量及融沉量愈大;相同试验条件下,干密度愈大,冻胀量愈大,融沉量愈小;当试验为开放系统时,冻胀量较封闭系统的冻胀量大,融沉量较封闭系统小。 展开更多

关键词 季节冻土 粉质粘土 冻胀 融沉

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中俄原油管道地基土冻融及热学性质试验研究 被引量：6

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作者 王伟 张喜发 吕岩 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期733-742,共10页

中俄原油管道是我国能源战略通道之一,管道穿越大兴安岭多年冻土区,工程地质条件十分复杂,尤其是在伊勒呼里山附近,冻胀和融沉严重影响了管道的正常运营.为了研究伊勒呼里山附近多年冻土的冻融性质与热学性质,对该区段内的冻土进行冻胀... 中俄原油管道是我国能源战略通道之一,管道穿越大兴安岭多年冻土区,工程地质条件十分复杂,尤其是在伊勒呼里山附近,冻胀和融沉严重影响了管道的正常运营.为了研究伊勒呼里山附近多年冻土的冻融性质与热学性质,对该区段内的冻土进行冻胀、融沉及导热系数试验,并对试验数据进行回归分析与影响因素分析.研究结果表明:细粒土塑性指数小于10时,冻胀率不一定随初始含水量的增加而增加,在研究区域内进行管道垫层施工或挖填材料选择时应选用砂砾或碎石,并做好防排水措施;融沉系数随含水量的增加而增大,随干密度的增加而减小,其中粉土对融沉作用十分敏感,不适合作为管道地基,而细砾才是最佳的冻土地基;导热系数分别随总含水量和干密度的增大而增大,其中粗粒土的导热系数大于细粒土,而冻土的导热系数则比融土的高;当含水量小于10%时,融土的导热系数则高于冻土.不同试验方法所得的结果也具有显著的差异,粗粒土扰动样的导热系数宜采用热流计法测量,细粒土扰动样的导热系数宜采用热线法测量,而原状样的导热系数宜采用比较法测量. 展开更多

关键词 冻胀率 融沉系数 导热系数 热学性质

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佛山地区典型土层冻胀特性及热力耦合计算 被引量：1

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作者 侯蓓蓓 郑军 郭书刚 《建井技术》 2022年第3期14-19,共6页

以佛山轨道交通典型土层为研究对象,通过冻胀试验研究不同土层在不同冻结温度下的冻胀率及冻胀力,同时利用ANSYS有限元分析软件,进行联络通道冻结热力耦合数值计算。研究结果表明:在10℃温度条件下,中粗砂、粉细砂、粉质黏土的冻胀率分... 以佛山轨道交通典型土层为研究对象,通过冻胀试验研究不同土层在不同冻结温度下的冻胀率及冻胀力,同时利用ANSYS有限元分析软件,进行联络通道冻结热力耦合数值计算。研究结果表明:在10℃温度条件下,中粗砂、粉细砂、粉质黏土的冻胀率分别为5.43%~6.85%、7.65%~8.76%、11.71%~11.96%;不同土体的冻胀率、融沉率不同,且受负温影响显著,较低温度下(-10℃、-1 5℃)的冻胀率和冻胀力较大;由冻胀引起的最大变形量发生在联络通道泵房位置正上方的地面处,约为2 cm,与此处现场实际监测的最大变形量2.1cm接近。 展开更多

关键词 冻土 冻胀融沉 冻胀率 冻胀力

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