基于Eshelby夹杂理论高温冻土累积塑性应变修正模型

1

作者 任戈 刘俊芳 +2 位作者 刘鸿飞 白瑞刚 Ihsan Ullal 《内蒙古工业大学学报（自然科学版）》 2024年第4期368-372,共5页

针对不同黏粒含量的高温冻土,基于Eshelby夹杂理论分析了冰含量与等效变形模量之间的关系,在此基础上引入模量比对现有的Monismith累积塑性应变模型进行修正,得到了一种新的高温冻土累积塑性变形预测模型,并采用室内试验结果进行验证。... 针对不同黏粒含量的高温冻土,基于Eshelby夹杂理论分析了冰含量与等效变形模量之间的关系,在此基础上引入模量比对现有的Monismith累积塑性应变模型进行修正,得到了一种新的高温冻土累积塑性变形预测模型,并采用室内试验结果进行验证。结果显示:模型数据与试验数据具有较好的吻合度。新提出的修正Monismith累积塑性应变预测模型表征了冰含量与土体变形模量之间的关系,其可以较准确地模拟高温冻土整个动应变过程,并且能够反映组构变化所诱发的高温冻土累积变形特征的不同。 展开更多

关键词 高温冻土 累积塑性应变模型 车辆荷载 Eshelby夹杂理论

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未冻土和高温冻土中桩基承载性能试验研究 被引量：4

2

作者 吕晓亮 周国庆 别小勇 《岩土工程技术》 2007年第3期160-162,F0003,共4页

以青藏铁路清水河特大桥旱桥桩基为原型,针对围土未冻结、均匀高温冻土中的桩基稳定问题,进行了室内物理模拟试验。研究了未冻土和高温冻土两种条件下桩基承载力的特性,试验得到了高温冻土中的桩基承载力是未冻土中11.6倍的结论,为青藏... 以青藏铁路清水河特大桥旱桥桩基为原型,针对围土未冻结、均匀高温冻土中的桩基稳定问题,进行了室内物理模拟试验。研究了未冻土和高温冻土两种条件下桩基承载力的特性,试验得到了高温冻土中的桩基承载力是未冻土中11.6倍的结论,为青藏铁路工程的长期安全稳定评价与预防措施的制定提供了一定的参考依据。 展开更多

关键词 未冻土 高温冻土 桩基 承载力

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青藏铁路高温细粒多年冻土路堤变形试验研究 被引量：12

3

作者 孙增奎 王连俊 +1 位作者 白明洲 魏庆朝 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第24期4190-4194,共5页

通过对青藏铁路高温细粒多年冻土区试验段路堤温度场和变形的监测,分析了路堤阳坡、阴坡不同部位土体的融化和冻结深度随时间的变化规律以及路堤、地基在一个完整的冻融循环过程中的变形特征。研究表明:铁路路堤修建后,多年冻土天然上... 通过对青藏铁路高温细粒多年冻土区试验段路堤温度场和变形的监测,分析了路堤阳坡、阴坡不同部位土体的融化和冻结深度随时间的变化规律以及路堤、地基在一个完整的冻融循环过程中的变形特征。研究表明:铁路路堤修建后,多年冻土天然上限发生上移;路堤阳坡、阴坡出现差异变形;路堤顶面所表现出的冻胀变形是由地基土冻胀变形引起的,路堤本体并未发生冻胀变形;大气降水对路堤变形特征产生重要影响。最后,对如何减小路堤变形提出了建议。 展开更多

关键词 土力学 高温细粒多年冻土区 青藏铁路 路堤 变形

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高温不稳定多年冻土区保温护道路基热状况监测分析

4

作者 张玉芝 贾明涛 +2 位作者 朱东鹏 梁少杰 潘晓天 《冰川冻土》 CSCD 2024年第4期1214-1224,共11页

基于高温不稳定多年冻土区保温护道路段地温监测数据,分析了天然场地及左右路肩下地温、年平均地层温度、热收支及多年冻土上限变化等,探讨了气候变暖及阴阳坡效应下路基不同位置不同深度热状态变化特性及其与天然场地的差异。结果表明... 基于高温不稳定多年冻土区保温护道路段地温监测数据,分析了天然场地及左右路肩下地温、年平均地层温度、热收支及多年冻土上限变化等,探讨了气候变暖及阴阳坡效应下路基不同位置不同深度热状态变化特性及其与天然场地的差异。结果表明:左右路肩阴阳坡效应显著,左路肩下多年冻土最大融化深度为右路肩的2倍,最大融化深度降低速率为右路肩的5倍,且左路肩下多年冻土上限下降速率为右路肩的1.5倍;右路肩处在阴坡且保温护道可能对其多年冻土维持稳定起到了一定积极作用,抬升了其人为冻土上限并减缓了上限下降速率。不同位置年平均地层温度均呈上升趋势,且增长速率随深度逐渐降低,然而左路肩的路基与天然场地交界面附近温度增长速率大于2.5 m深度处,表明此特殊位置土层在多因素作用下可能受到更强的热扰动影响。一般情况下,冻土吸热放热量均随深度降低逐渐减少,但多年冻土上限处在0℃等温线的特殊位置,可能出现吸热量突然增大的现象;多年冻土上限处由于深度较深,热收支增长速率已不受阴阳坡效应影响,该断面左路肩多年冻土上限处年平均热收支为右路肩的2.92倍,但其热收支增长速率几乎相等。 展开更多

关键词 青藏公路 高温不稳定冻土 热收支 年平均地层温度 多年冻土上限

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多年冻土区铁路路基沉降现场监测研究 被引量：1

5

作者 陈卫雄 郭继林 +2 位作者 李林 彭建萍 龚禹为 《路基工程》 2022年第5期54-58,共5页

选取某高原铁路多年冻土典型区段,依托冻土观测桩开展冻土路基沉降监测研究。研究结果表明:2010年~2019年间,受气候及工程影响,该段路基下的原多年水热平衡状态遭到破坏,冻土退化现象非常普遍,路基10年累计沉降量大于0.1 m的测点数占总... 选取某高原铁路多年冻土典型区段,依托冻土观测桩开展冻土路基沉降监测研究。研究结果表明:2010年~2019年间,受气候及工程影响,该段路基下的原多年水热平衡状态遭到破坏,冻土退化现象非常普遍,路基10年累计沉降量大于0.1 m的测点数占总测点数的17%;由于左右测桩不同位置的环境细微条件不同,导致沉降量存在差异,但总体趋势基本一致;冻土路基累计沉降量与时间线性关系显著,对未来路基沉降进行预测,提前预防各类病害具有重要意义。 展开更多

关键词 高地温多年冻土区 冻土退化 路基沉降 累计沉降 左右沉降差异 拟合曲线

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多年冻土区隧道传热模型及温度场分布规律 被引量：23

6

作者 韩跃杰 富志鹏 李博融 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期136-145,共10页

针对高温多年冻土区隧道传热模型及温度场分布规律开展深入的理论分析、数值模拟和现场监测研究。首先,基于热传导理论,建立隧道衬砌和围岩径向传热模型,利用叠加原理和拉普拉斯变换法求得寒区隧道衬砌和围岩的温度场理论解;其次,建立... 针对高温多年冻土区隧道传热模型及温度场分布规律开展深入的理论分析、数值模拟和现场监测研究。首先,基于热传导理论,建立隧道衬砌和围岩径向传热模型,利用叠加原理和拉普拉斯变换法求得寒区隧道衬砌和围岩的温度场理论解;其次,建立洞内空气的传热微分方程,根据能量守恒原理,建立隧道纵向洞内空气与洞壁的气-固耦合传热模型,结合径向温度场理论解,提出多年冻土区隧道衬砌、围岩及洞内空气的三维温度场计算方法,该计算方法可考虑围岩、衬砌、保温层等多层传热介质及隧道沿洞轴线的不同埋深;最后,根据依托工程现场实测数据,反演围岩的热物性参数,并运用推导的隧道纵向传热模型和横向传热模型,分析姜路岭隧道不同冻土区内衬砌和围岩中的温度场分布规律。研究结果表明:在隧道径向,多年冻土和非冻土围岩温度都会随洞内气温的变化而产生波动,距离围岩表面越近,温度振幅越大,且热量在围岩径向传递过程中有一定的滞后性;在隧道纵向,在一年中最冷时刻,隧道衬砌及围岩温度呈'两端低,中间高',此时姜路岭隧道围岩、二衬表面最高温度分别为-2.72℃,-7.80℃;在一年中最热时刻,衬砌温度呈'两端高,中间低',此时姜路岭隧道二衬表面最低温度为1.92℃,但由于受围岩初始地温的影响,围岩表面的温度呈倒V形,最低温度为-1.22℃。 展开更多

关键词 隧道工程 高温多年冻土区 传热模型 温度场 热传导 隧道衬砌

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冻土上限下移条件下高温冻土桩基承载力分析 被引量：17

7

作者 王建州 李生生 +2 位作者 周国庆 刘志强 别小勇 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z2期4226-4232,共7页

在全球升温的背景下,同时考虑人为施工扰动的影响,针对青藏铁路旱桥桩基稳定性问题,进行数值模拟研究和物理模拟试验。研究在冻土上限变化条件下旱桥桩基的承载力特性,获得单桩竖向承载力以及冻土上限变化对桩基稳定性的影响规律。桩基... 在全球升温的背景下,同时考虑人为施工扰动的影响,针对青藏铁路旱桥桩基稳定性问题,进行数值模拟研究和物理模拟试验。研究在冻土上限变化条件下旱桥桩基的承载力特性,获得单桩竖向承载力以及冻土上限变化对桩基稳定性的影响规律。桩基的极限承载力随着冻土上限的下移而急剧降低;随着冻土上限下移,桩侧摩阻力不断减小,桩基的侧摩阻力占总承载力的比重也越小,此时桩端阻力发挥主要作用;物理模拟试验和数值模拟结果同时说明冻土上限下降的严重后果,尤其对于极为敏感的高温冻土,需要加强对桩周冻土的保护,避免冻土退化。此研究为预测青藏铁路旱桥桩基稳定以及高温多年冻土桩基的设计与施工提供参考依据。 展开更多

关键词 土力学 多年冻土上限 高温冻土 桩基 承载力 模拟试验 数值模拟

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高温多年冻土区公路通风管路基传热特征分析 被引量：12

8

作者 朱东鹏 袁堃 +2 位作者 陈建兵 谷志文 刘戈 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期69-77,共9页

为了给高温多年冻土地区通风管路基建设提供参考,根据青海省共和至玉树高等级公路现场监测数据,研究了通风管路基的传热特征,揭示不同季节通风管管内温度变化过程,分析了冻土上限附近热流密度状况。研究结果表明:冷季时通风管路基底部... 为了给高温多年冻土地区通风管路基建设提供参考,根据青海省共和至玉树高等级公路现场监测数据,研究了通风管路基的传热特征,揭示不同季节通风管管内温度变化过程,分析了冻土上限附近热流密度状况。研究结果表明:冷季时通风管路基底部地温低至-6℃,通风管将外界冷空气的冷量直接引导至路基底部,对下伏冻土层产生了主动冷却效果;在2年的观测期内,路基下伏多年冻土层地温未出现明显变化,冻土上限保持稳定;与同期天然孔地温相比,路基底层下5m附近的土层出现了约0.3℃的升温,但该升温过程在通风管路基建设完成后初期已完成,随后趋于稳定,冻土热状况较为稳定;暖季时通风管的吸热强度是冷季放热强度的2.4倍,1年的吸热量约为7.76 MJ·m-2,通风管路基整体处于缓慢吸热状态。 展开更多

关键词 道路工程 传热特征 试验路监测 通风管路基 高温多年冻土

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青藏高原东部高温多年冻土区路基热稳定性模拟分析 被引量：7

9

作者 李东庆 孙志忠 +2 位作者 赖远明 何平 房建宏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1376-1379,共4页

根据青藏高原东部地区高温多年冻土地段的自然地理及地质水文条件,利用部分试验路段的实测资料,对该区在分别修建不同高度的沥青、水泥混凝土、砂砾路面后路基的热稳定性进行了模拟分析,根据计算结果就不同路面类型在该区高温冻土地段... 根据青藏高原东部地区高温多年冻土地段的自然地理及地质水文条件,利用部分试验路段的实测资料,对该区在分别修建不同高度的沥青、水泥混凝土、砂砾路面后路基的热稳定性进行了模拟分析,根据计算结果就不同路面类型在该区高温冻土地段的适用性进行了探讨。 展开更多

关键词 高温多年冻土 路基热稳定性 天然上限 路堤临界高度 融化核

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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

10

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。 展开更多

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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沥青路面对高温多年冻土区块石路基自然对流降温效应的影响 被引量：1

11

作者 袁堃 赵永国 +2 位作者 张娟 李金平 陈冬根 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期42-48,共7页

以青海共和至玉树公路K418+462处块石路基为研究对象,分析了沥青路面铺设前、后的块石层内地温、块石层底热流密度以及路基中孔地温变化过程,研究了沥青路面对块石层内自然对流降温效应的影响。结果表明:块石层内上下温差在路面铺设后... 以青海共和至玉树公路K418+462处块石路基为研究对象,分析了沥青路面铺设前、后的块石层内地温、块石层底热流密度以及路基中孔地温变化过程,研究了沥青路面对块石层内自然对流降温效应的影响。结果表明:块石层内上下温差在路面铺设后明显降低,导致路面铺设后块石层中自然对流强度降低为路面铺设前的约40%;在沥青路面强吸热以及块石自然对流强度降低的影响下,冷季块石层峰值散热强度仅为路面铺设前的14%,同时造成暖季时路基吸热期延长约40d以及路基吸热峰值强度剧烈增加,最终表现为路基下伏多年冻土出现升温现象,冻土上限在路面铺设后下降约50cm。为增强块石路基在高温多年冻土区的适用性,建议尽量减少块石上部过渡层厚度,同时引入架空层来加强冷季时块石层内自然对流降温效应。 展开更多

关键词 道路工程 块石路基 试验路监测 高温多年冻土 降温效应

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