人工冻结技术在上海地铁施工中的应用

对人工冻结工程中的监测采集数据进行了全面分析.结果表明:人工冻结法施工中冻结区的温差较大边界和刚性约束边界对冻结法施工影响明显.温差较大边界是冻土帷幕强度和止水作用的薄弱环节,而刚性约束边界距离人工冻结区越近冻土的冻胀力越大;同时也表明在一定的工程地质条件下,通过合理选取盐水冻结系统所采用的各项指标、降温梯度及其设置冻胀吸收孔,能够将冻结产生的冻胀力与冻胀量控制在周围环境的容许范围内.     

温度对土体微孔隙特征影响的试验研究

采用烘干法和冻干法分别对深圳土和重塑膨润土进行干燥制样,利用压汞试验得到的累积进汞量曲线,对土体进行了孔隙尺度划分,分析了土体采用不同温度烘干和冻干法干燥制样后孔隙分布存在的差异性,得出了制备压汞试验用土样时,冻干法优于烘干法这一结论。     

1961—2010年乌苏市霜冻气候特征分析

依据新疆乌苏1961—2010年近50a逐日最低气温资料,对乌苏市初、终霜冻日,无霜冻期,异常霜冻的气候变化特征进行分析。结果表明：乌苏市平均初霜冻日为10月19日,终霜冻日为4月7日,无霜冻期为193d;初霜冻日以3．1d／10a的速率推后,终霜冻日以0．2d／lOa的速率推后,无霜冻期约以2．3d／lOa的速率延长;进入21世纪后,初霜冻日推迟和无霜冻期延长的变化趋势非常显著;异常霜冻发生次数20世纪60年代出现最多,以80年代末为界限,表现为先减少后增加的趋势;极端偏早初霜冻和极端偏晚终霜冻发生的概率分别为10％和6％。     

永冻层钻井冲洗液的研究

结合高原冻土层条件,研究钻井液的耐低温特性,进行抗低温研究,初步确定了耐低温钻井体系,可供高原冻土层钻探施工借鉴使用。     

辽西地区冻风积土动力特性试验分析

动荷载作用下冻土的动力学参数是寒区工程抗震设计的关键。基于大量室内动三轴试验,研究了地震荷载作用下,辽西冻风积土的动强度σd、动变形εd、动弹性模量Ed和动阻尼比λd等动力学参数与土体含水量w、温度T、围压σ3c、动应力幅值σdamx和频率f等条件的关系。试验中采用三水平六因素的设计方法共进行了18组试验。试验结果表明,在相同振次水平条件下,冻土的动变形随动应力幅值的增大和温度上升而增大;在相同温度条件下,冻土的动剪切强度τd随着围压的增加而增加;低温冻土(-15℃)的动强度和动弹性模量要高于高温冻土(-2℃)的动强度和动弹性模量;冻土的动阻尼比随着变形和频率的增加而降低,随着含水量的增加而增加。上述规律为辽西风积土地区建设工程提供了较为可靠的抗震设计依据。     

多年冻土区道路排水渠道病害的防治现场试验

通过现场调查,青藏高原多年冻土区路基排水渠道的病害类型主要表现为渠道底部的错裂变形和渠道侧向水平方向的裂缝;排水渠道病害主要是由渠道地基土体往复的不均匀冻胀融沉变形及渠道两侧土体冻胀后产生的垂直水平冻胀力的作用所致。根据青藏高原多年冻土区排水渠道病害产生的机理,在进行多年冻土区路基排水渠道的病害防治措施设计时,应主要从适应渠道地基土体的不均匀冻胀和融沉变形、减弱水平冻胀力两方面考虑。新型结构排水渠道两年的现场试验结果表明,该结构形式的排水渠道实际效果较好,用于多年冻土区道路工程中可以延长养护周期、降低维修费用。     

土体一维冻结问题温度场半解析解

针对土体的一维冻结过程,采用考虑土体冻结状态下未冻水存在的等效热容模型,建立了其温度场计算的半解析方法, 并与相关文献中的数值解进行了对比,验证了方法的正确性。对等效热容模型与显热容模型进行了对比, 计算结果表明：在瞬态阶段,显热容模型计算的冻结锋面推进速度较等效热容模型慢;而在接近稳态阶段,显热容模型计算的冻土区厚度较等效热容模型厚。在冻结诱导水流较弱的情形下,土体冻结状态下的持水特性越好,采用显热容模型进行温度场计算产生的误差越显著,并且其计算结果应用于人工冻结设计是偏于不安全的     

季冻区棚洞结构建设技术

为保护高速公路傍山路段的边坡和自然环境,将棚洞按三心圆拱加拱形顶板的斜柱支撑体系建设。根据棚洞的不同埋深,分别采取明挖、护拱和暗挖等开挖方式,避免由于大开挖引起的边坡或山体不稳定而产生的落石、滑坡、滑塌等灾害发生。对棚洞最不利位置的平面应变弹性数值模拟分析表明：在季冻区的气候条件下将棚洞按三心圆拱加拱形顶板的斜柱支撑体系建设是合理的,其主拉应力为1.440 MPa,主压应力为3.240 MPa,合位移为2.1 mm,在安全上满足JTG D70-2004公路隧道设计规范要求。采用适合季冻区的三心圆拱斜柱式棚洞结构型式和防、排水措施,为季冻区傍山公路建设提供防灾环保型建设理念的经验。     

土体冻融特征研究现状与展望

冻土中水分迁移是导致土体冻胀的关键因素,而研究水分迁移及其驱动力的核心问题是要充分理解未冻水含量与温度、基质吸力等变量之间的关系,这些关系可充分体现土体在冻融过程中土水变化特征。长期以来,对土体冻融特征的研究采取的是与非饱和土力学中的土水特征类比的方法进行,结果也证明了二者存在一定的相似性。但是冻土中因冰-水相界面作用产生基质吸力与融土中水-气相界面作用产生基质吸力的机理并不完全相同,而由于相变等其他作用产生的冻融滞后效应与融土中孔隙“墨水瓶效应”等引起的滞后效应机理也有区别。针对这些机理性的不同,还需要做大量的研究工作才能真正揭示土体的冻融特征。通过对目前土体冻融特征方面研究进展和存在问题的归纳总结,笔者认为今后在这方面还需深入开展如下研究：建立适合各类土壤冻融特征的一般预测模型,使得在缺少数据条件下能快速获取所需土样的冻融特征;研究土体在冻融和干湿变化过程中存在的类似性及区别,对冻融过程中存在的滞后效应机理给出合理的解释;提升冻融特征变量的测试技术水平,研发高精度的相关仪器设备。