隔离式螺旋桩抗压承载与抗地基冻融特性

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作者 李绪勇 杨忠平 +2 位作者 刘纲 李勇华 张益铭 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1187-1196,共10页

基于针对竖向承载并消除地基冻融影响需求所设计的隔离式螺旋桩,结合物理模型试验与有限元数值方法,从桩体受力视角对比揭示了两种特征螺旋桩(S/D<S/D_(cr)与S/D≥S/D_(cr))受压沉降时桩身受力演化、荷载传递与地基响应特征,以及桩... 基于针对竖向承载并消除地基冻融影响需求所设计的隔离式螺旋桩,结合物理模型试验与有限元数值方法,从桩体受力视角对比揭示了两种特征螺旋桩(S/D<S/D_(cr)与S/D≥S/D_(cr))受压沉降时桩身受力演化、荷载传递与地基响应特征,以及桩体几何参数对单桩承载力的影响规律及机理;验证了该新型桩抵抗地基冻融变形性能。结果表明:(1)两种特征桩型底螺旋及以下桩身在受荷沉降过程具有相同受力及演化特征,而其余上部螺旋端阻和螺旋间桩侧摩阻大小及演化特征差异显著。(2)S/D≥S/D_(cr)桩各螺旋端阻相当,且螺旋对下卧土施加附加应力显著提高了其下桩侧摩阻力,并主导了螺旋间桩侧摩阻自上而下近指数衰减趋势;S/D<S/D_(cr)桩上部螺旋端阻仅约为1/5底螺旋端阻。(3)两种特征桩型单桩承载力随顶螺旋埋深比、螺旋直径与螺旋数量增长线性提升,随中心桩桩径增长先线性增大后加速衰减,桩型参数对S/D≥S/D_(cr)桩承载力影响更显著;S/D<S/D_(cr)桩承载力随S/D增长显著提升,相反S/D≥S/D_(cr)桩承载力线性衰减。(4)螺旋桩较传统桩具有显著抗地基冻融变形影响优势,在冻土深度内设置隔离套可进一步消除影响。 展开更多

关键词 隔离式螺旋桩 特征桩型 压缩荷载 受力演化 桩型参数 地基冻融

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玄武岩纤维水泥土的冻融循环特性试验研究 被引量：6

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作者 张迪迪 甘小江 +1 位作者 侯烨 任泓丞 《中国铁路》 2019年第1期84-90,共7页

为研究软土地区隧道基底水泥土加固材料的性能,分别进行了冻融循环条件下玄武岩纤维水泥土的静态抗压和劈裂抗拉试验,同时对不同冻融循环次数后的玄武岩纤维水泥土试样的高度、质量以及超声波进行了测试,探讨冻融循环作用对新型玄武岩... 为研究软土地区隧道基底水泥土加固材料的性能,分别进行了冻融循环条件下玄武岩纤维水泥土的静态抗压和劈裂抗拉试验,同时对不同冻融循环次数后的玄武岩纤维水泥土试样的高度、质量以及超声波进行了测试,探讨冻融循环作用对新型玄武岩纤维水泥土材料的物理及力学特性的影响。试验结果表明,随着冻融循环次数0、1、3、6、9和12的依次增加,玄武岩纤维水泥土试样的高度、质量和波速总体呈先减小后增大的趋势;其抗压强度和抗拉强度同样先减小后缓慢增大,6次冻融循环后的试样强度最低;冻融循环作用影响着玄武岩纤维水泥土的物理和力学特性,且物理特性和力学特性之间存在一定的相关性。该研究可为季节性冻土区隧道工程设计与建设提供一定的试验基础。 展开更多

关键词 玄武岩纤维水泥土 冻融循环 物理特性 力学特性 隧道基底加固

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寒区冻土层退化条件下桩基础稳定性劣化评价方法 被引量：5

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作者 王若林 朱道佩 +1 位作者 刘小燕 司马军 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期3148-3153,共6页

在寒区冻土层季节性退化演变过程和未冻土层存在的情况下,对发生典型冻拔破坏的桩基础进行受力分析,得到季节冻融循环演化过程中各土层桩侧摩阻力的计算公式,并在此基础上,对桩基础抗拔稳定性劣化进行研究,建立寒区深层冻土退化、土体... 在寒区冻土层季节性退化演变过程和未冻土层存在的情况下,对发生典型冻拔破坏的桩基础进行受力分析,得到季节冻融循环演化过程中各土层桩侧摩阻力的计算公式,并在此基础上,对桩基础抗拔稳定性劣化进行研究,建立寒区深层冻土退化、土体出现未冻土层状况下桩基础发生冻拔破坏的临界承载力数值模型。以工程实例对桩基础的各个土层状况进行分析,在假设土的干容重、冻土的总含水量、地中热流值、冻土的导热系数不变,季节冻融层为强冻胀土条件下,分析桩长范围内各层土厚度随时间的变化以及最大冻深处截面应力随未冻土层厚度与桩长之比的关系,对季节循环演变中土体的冻拔力和桩侧摩阻力进行计算、比较,并对群桩基础的抗冻拔稳定性验算方法进行讨论。研究结果表明:部分多年冻土层退化为未冻土层,将导致桩基础的总抗拔力和临界失稳冻结深度减小。桩侧未冻土层厚度与桩长的比值和临界比值的比较结果可作为桩冻拔稳定性的判断标准。得到的临界承载力模型可以为寒区冻土层演化过程中桩基础稳定性评估提供数值分析依据。 展开更多

关键词 冻土 季节冻融 冻拔 桩基础稳定性 未冻土

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巴拉素煤矿地基冻融问题处理措施浅析 被引量：1

4

作者 孙欢欢 徐圣集 《陕西煤炭》 2021年第S02期69-72,共4页

由地下水产生的冻胀、冻融等不利影响,其产生的危险形变会破坏道路、硬化场地面层的平整度,甚至有时还会导致建(构)筑物某个结构层的破坏而影响建(构)筑物的安全性和稳定性。文章以巴拉素煤矿110 kV变电站工程为例,因地处的挖方区地下... 由地下水产生的冻胀、冻融等不利影响,其产生的危险形变会破坏道路、硬化场地面层的平整度,甚至有时还会导致建(构)筑物某个结构层的破坏而影响建(构)筑物的安全性和稳定性。文章以巴拉素煤矿110 kV变电站工程为例,因地处的挖方区地下水位距地面仅有0.6 m,站区南侧围墙周边冬季出现了冻胀和墙体裂缝,春季冻融后东侧和北侧围墙及站区地面也相继出现了开裂,影响变电站的正常运行。结合项目近年来已建成地面建筑的地基处理方式,处理地表水、地下水较为有效的综合措施,重点对排截水、疏放水、地基处理、地下管线防护等几个常用施工方法及技术参数进行论述。 展开更多

关键词 巴拉素煤矿 地基 冻融 地面沉降 地基处理

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冻融指标在季冻区公路路基病害研究中的应用 被引量：1

5

作者 阮茂青 姜龙 《山西建筑》 2008年第10期298-299,共2页

针对路基病害问题进行了一系列粘性土的室内冻胀和融沉试验,详细研究了冻胀率和融沉系数与土的物理指标间的关系,给出了相应经验方程和分类划分标准,该研究成果在北方某公路路基病害调查中得到很好应用,并对路基病害防治、路基设计具有... 针对路基病害问题进行了一系列粘性土的室内冻胀和融沉试验,详细研究了冻胀率和融沉系数与土的物理指标间的关系,给出了相应经验方程和分类划分标准,该研究成果在北方某公路路基病害调查中得到很好应用,并对路基病害防治、路基设计具有重要意义。 展开更多

关键词 路基病害 季冻区 冻融指标 路基设计

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人工冻结软土融沉对埋地管道影响的模型试验研究 被引量：1

6

作者 陈德升 郑荣跃 +2 位作者 刘干斌 陈士远 叶陈振 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期65-74,共10页

为研究冻土地区埋地管道在融沉过程中的受力机理,利用人工冻融技术,开展了人工冻结饱和软黏土中埋地管道融沉模型试验,测试研究了融沉过程中土体温度场、水分场、位移场分布情况以及管道的力学特性。结果表明:在融沉过程中,土体的沉降... 为研究冻土地区埋地管道在融沉过程中的受力机理,利用人工冻融技术,开展了人工冻结饱和软黏土中埋地管道融沉模型试验,测试研究了融沉过程中土体温度场、水分场、位移场分布情况以及管道的力学特性。结果表明:在融沉过程中,土体的沉降主要由融化沉降和压缩沉降两部分组成;通过控制冷端温度可以有效的控制融沉速率,土体融化后,土中应力则主要集中于荷载区域下方土体,并且随着深度的增加荷载对土体的应力出现衰减;随着管道通热,冻土层的解冻,管身在油温作用下产生热膨胀现象,同时荷载对管身的作用也愈加明显,管身出现向下挠曲和圆截面椭圆化现象。结果对于冻土融化时管道的安全评估具有意义。 展开更多

关键词 冻融 埋地管道 土地基 应变 孔隙水压力

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冬季深基坑水平冻胀力试验研究 被引量：1

7

作者 邵莹 《岩土工程技术》 2021年第5期347-350,F0003,共5页

依托呼和浩特市某地铁车站基坑工程,通过室内模型试验和数值模拟分析,结合呼和浩特市气候条件,模拟极端降温过程,分析研究深基坑的土体温度变化分布特征、水平冻胀应力分布规律以及冻胀引起土体及支护结构的变形规律。研究表明:外侧土... 依托呼和浩特市某地铁车站基坑工程,通过室内模型试验和数值模拟分析,结合呼和浩特市气候条件,模拟极端降温过程,分析研究深基坑的土体温度变化分布特征、水平冻胀应力分布规律以及冻胀引起土体及支护结构的变形规律。研究表明:外侧土体温度变化梯度大,内部土体温度相对稳定且变化相对滞后,基坑最大冻深可达到1.1~1.2 m;随基坑深度的增加,水平冻胀力先增大后减小,呈抛物线分布模式,最大值出现在深度约8~10 m处;极端气候条件下,基坑最大水平冻胀力达120~140 kN,对基坑支护的设计与施工产生不可忽视的影响,为严寒地区深基坑工程提供借鉴和参考。 展开更多

关键词 冻融循环 水土冻胀 深基坑 水平冻胀力

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冻融作用对不同初始状态基坑稳定性的影响研究

8

作者 赵容舟 梁二雷 +1 位作者 姚晓亮 余帆 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2021年第5期1480-1488,共9页

为研究季节冻土区冻融作用对基坑工程的影响,基于考虑冰-水相变的热传导理论、考虑黏聚力的修正剑桥模型和强度折减法,建立了适用于季节冻土区基坑稳定性分析的计算平台。在此基础上,结合具体的试验数据对不同初始状态的基坑算例进行计... 为研究季节冻土区冻融作用对基坑工程的影响,基于考虑冰-水相变的热传导理论、考虑黏聚力的修正剑桥模型和强度折减法,建立了适用于季节冻土区基坑稳定性分析的计算平台。在此基础上,结合具体的试验数据对不同初始状态的基坑算例进行计算,研究季节冻土区基坑冻融前后稳定性和位移的变化情况,并根据土体冻融前后的物理力学参数对上述变化规律作出分析。研究结果表明,冻融作用加剧季节冻土区基坑的局部变形,且土体的初始干重度对变形规律的影响较大,但基坑的整体安全系数并未受到冻融作用的显著影响。存在一个临界干重度γd0,基坑土体的初始干重度接近临界干重度时,围护桩水平位移在冻融前后的变化较小,随着土体初始干重度与临界干重度的差距增大,围护桩水平位移在冻融前后的变化量也随之增大。土体的初始干重度越小,基坑围护桩的竖向位移和坑底隆起位移在冻融前后的变化量越大,即土体初始干重度较小的基坑在经历冻融后,围护桩的竖向位移产生显著沉降,但坑底隆起情况有明显缓解。研究成果对季节冻土区基坑工程的设计和施工具有重要意义。 展开更多

关键词 季节冻土区 冻融作用 基坑工程 初始干重度 稳定性分析

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冻土区桩基础冻胀过程中钢筋与混凝土黏结性能劣化机制研究

9

作者 朱道佩 田思远 +2 位作者 汪磊 周若璇 刘秋明 《建筑施工》 2021年第1期151-158,共8页

冻土区钢筋与混凝土之间的黏结性能对温度的响应更为敏感,并且桩内部因钢筋与混凝土之间的线膨胀系数差异引起的温度应力不容忽视,因此有必要对其进行研究。首先通过分析并建立计算模型,得到模型中沿桩基横截面的温度分布。接着,推导了... 冻土区钢筋与混凝土之间的黏结性能对温度的响应更为敏感,并且桩内部因钢筋与混凝土之间的线膨胀系数差异引起的温度应力不容忽视,因此有必要对其进行研究。首先通过分析并建立计算模型,得到模型中沿桩基横截面的温度分布。接着,推导了温度应力的计算公式。然后基于弹塑性厚壁圆筒理论,推导了在温度梯度影响下钢筋与混凝土的黏结强度计算公式。最后给出了桩的直径、混凝土保护层厚度以及钢筋与混凝土的线膨胀系数应满足的要求。以工程实例对桩基础的各个土层状况进行分析,在假设土的干容重、冻土的总含水量、地中热流值、冻土的导热系数不变,季节冻融层为强冻胀土的条件下,分别对单桩和群桩基础的冻拔问题进行了验算。结果表明:得到的临界承载力模型可以为寒区冻土层中桩基础的稳定性评估提供数值分析依据。 展开更多

关键词 多年冻土 季节冻融 冻拔 桩基础稳定性 黏结滑移

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冻融循环对膨胀土变形和力学特性的影响研究 被引量：8

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作者 陈永 黄英豪 +3 位作者 朱洵 吴敏 王硕 朱锐 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期112-119,共8页

为探究季冻区恶劣气候对不同含水率下渠基膨胀土的胀缩变形和物理力学性质的影响,以北疆阿勒泰地区膨胀土为研究对象,室内模拟了北疆地区实际气候条件的冻融循环试验。基于此,对含水率为12%、16%和20%的膨胀土进行体积变形试验、无侧限... 为探究季冻区恶劣气候对不同含水率下渠基膨胀土的胀缩变形和物理力学性质的影响,以北疆阿勒泰地区膨胀土为研究对象,室内模拟了北疆地区实际气候条件的冻融循环试验。基于此,对含水率为12%、16%和20%的膨胀土进行体积变形试验、无侧限抗压强度试验和SEM电镜扫描试验,着重分析了冻融循环作用对膨胀土体积变形和力学特性的影响规律。结果表明:冻融循环过程中,随含水率的增加,试样的体积变形由冻缩融胀向冻胀融缩转变。应力-应变曲线特性与冻融循环次数和含水率都有较大的关系。试样的无侧限抗压强度随着含水率和冻融循环次数的增加而降低,其中以第1次冻融循环最为明显,3次后趋于稳定。函数拟合发现,试样的无侧限抗压强度与冻融循环次数呈明显的自然指数关系。含水率越大,冻融循环作用对土体微观结构的影响越大;土体的孔隙度随冻融循环次数的增加逐渐增大,第1次冻融循环作用最为明显,宏观上表现为冻融循环作用对土体力学性质的劣化影响。 展开更多

关键词 冻融循环 渠基膨胀土 体积变形 无侧限抗压强度 电镜扫描

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北方冬期明挖基坑变形监测分析研究

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作者 宋吉超 《城市勘测》 2023年第6期145-150,共6页

针对我国北方城市轨道交通工程建设过程中会受到冬期土体冻融影响的特点,通过对长春市地铁2号线一期工程袁家店站明挖基坑支护结构自身及周边环境的监控量测,分析各监测项目数据变化规律,并结合车站水文地质条件和现场巡查情况,总结冬... 针对我国北方城市轨道交通工程建设过程中会受到冬期土体冻融影响的特点,通过对长春市地铁2号线一期工程袁家店站明挖基坑支护结构自身及周边环境的监控量测,分析各监测项目数据变化规律,并结合车站水文地质条件和现场巡查情况,总结冬期停工期间土体冻融对明挖基坑产生的影响,从而做到信息化施工,保证基坑支护结构自身及周边环境安全。其监测数据和相关分析资料可为同类工程设计及施工提供借鉴。 展开更多

关键词 土体冻融 明挖基坑 地表沉降 支撑轴力 气温 地下水

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多年冻土区接触网桩基础冻拔试验分析

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作者 晏昌 夏琼 +1 位作者 周亚龙 王旭 《兰州工业学院学报》 2022年第3期7-13,共7页

以青藏铁路格拉段电气化改造项目为工程背景,对多年冻土区接触网桩基础在冻融循环作用下与土体相互作用进行模型试验,分析3个冻融循环周期内,桩周土体及边坡温度场,桩土位移及桩身应力的变化规律。结果表明:试验中所施加的温度能较好地... 以青藏铁路格拉段电气化改造项目为工程背景,对多年冻土区接触网桩基础在冻融循环作用下与土体相互作用进行模型试验,分析3个冻融循环周期内,桩周土体及边坡温度场,桩土位移及桩身应力的变化规律。结果表明:试验中所施加的温度能较好地模拟现场的冻融变化过程,各深度处地温随时间呈正弦曲线分布,冻土上限约为0.3 m;在1个冻结期内土体明显发生冻胀,最大冻胀量的关系为:路肩>边坡>路基,桩周土体的冻胀量远大于桩基的冻拔量;在冻结过程中,桩基础整体受拉,从桩顶到桩底,轴力先增大后减小,最大值出现在深0.3 m处;桩侧切应力在模型桩的上部分为方向向上的冻胀应力,下半部分为方向向下的冻结应力,最大值出现在地表附近,且大致平衡。 展开更多

关键词 多年冻土区 冻融循环 接触网桩基础 模型试验

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土体冻融冻胀对寒区深基坑变形的影响 被引量：1

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作者 纪光霞 《山西建筑》 2020年第20期92-95,共4页

哈尔滨地区一年内温差巨大,该地区的冻融冻胀效应对深基坑支护结构的稳定性影响严重。对哈尔滨某深基坑进行监测与分析,结果表明:冻融冻胀对深基坑变形影响显著。土壤处于融化期时,沉降量增大。支护结构在最低温时平移最快。冻融冻胀对... 哈尔滨地区一年内温差巨大,该地区的冻融冻胀效应对深基坑支护结构的稳定性影响严重。对哈尔滨某深基坑进行监测与分析,结果表明:冻融冻胀对深基坑变形影响显著。土壤处于融化期时,沉降量增大。支护结构在最低温时平移最快。冻融冻胀对距离阴角越近的土体影响越小。基于Prandtl Reuss塑性理论的土体塑性变形模型可用来预估深基坑地表沉降速率与沉降量。研究成果可为类似工况的深基坑工程提供参考,对深基坑变形采取预防措施。 展开更多

关键词 冻融冻胀 深基坑 支护结构 地表沉降 水平位移

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