基于弹性力学考虑冰水相变过程下多年冻土冻胀系数与冻胀率之间的关系 被引量：14

1

作者 王贺 郭春香 +1 位作者 吴亚平 蒋代军 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2839-2845,共7页

在多年冻土热–力耦合数值模拟中,冻胀系数是二场耦合的关键热物性参数。现阶段大多学者均以负的热膨胀系数作为冻胀系数,仅考虑温度的变化,但冻胀系数实则受多种因素影响。以弹性力学为理论依据,在不考虑水分迁移引起土体冻胀的情况下... 在多年冻土热–力耦合数值模拟中,冻胀系数是二场耦合的关键热物性参数。现阶段大多学者均以负的热膨胀系数作为冻胀系数,仅考虑温度的变化,但冻胀系数实则受多种因素影响。以弹性力学为理论依据,在不考虑水分迁移引起土体冻胀的情况下,研究原位水分冻结引起冻胀过程中土体冻胀率η与冻胀系数α(T)之间的关系。综合考虑温度、土体泊松比以及不同土质在冻结状态下冰水相变速率等影响因素,推导出二者之间的关系公式。结合青藏高原清水河地区土质的实测基本物理参数,利用本文推导的公式计算冻胀系数并与传统计算方法相比较。结果表明考虑多因素的计算方法误差更小。能够在数值模拟中更准确地模拟土体由于原位水分冻结引起的冻胀过程。 展开更多

关键词 土力学 冻土 弹性力学 冻胀率 冻胀系数 冰水相变

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冻胀反力系数在渠道衬砌冻胀弹性地基梁模型中的应用 被引量：7

2

作者 李宗利 姚希望 +3 位作者 李云波 吴正桥 肖帅鹏 刘士达 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第17期97-106,共10页

为了探究渠道基土在冻胀过程中的非线性变形特性对渠道衬砌冻胀的影响,基于冻土三轴试验结果,建立考虑围压和温度的邓肯-张本构模型,参考室内三轴试验测定基床系数方法,应用数值模拟法建立冻胀反力系数随被约束冻胀量变化的计算式,并基... 为了探究渠道基土在冻胀过程中的非线性变形特性对渠道衬砌冻胀的影响,基于冻土三轴试验结果,建立考虑围压和温度的邓肯-张本构模型,参考室内三轴试验测定基床系数方法,应用数值模拟法建立冻胀反力系数随被约束冻胀量变化的计算式,并基于有限差分法离散弹性地基梁平衡微分方程。模型考虑衬砌不同点因被约束冻胀量不同引起冻胀反力系数不同的取值问题,克服以往模型中冻胀反力系数取常量的不足。应用解析解验证模型的合理性,探究冻胀反力系数分别为变量与常量时在梯形渠道衬砌冻胀力学响应计算结果上的差异。结果表明,对于边坡和渠底衬砌板,常量冻胀反力系数计算出的最大冻胀反力是变量的1.43倍,计算出的弯矩最大值平均是变量的1.12倍。因此在采用弹性地基梁理论分析渠道衬砌冻胀问题时,若冻胀反力系数采用常量,不考虑冻土的非线性变形,会使得计算结果偏大。研究结果可为大型梯形渠道衬砌抗冻胀设计提供参考。 展开更多

关键词 渠道 冻土 冻胀反力系数 非线性变形 弹性地基梁 力学模型

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考虑冻胀反力系数动态变化的U形渠道弹性地基梁模型 被引量：1

3

作者 闫玉祥 唐少容 《宁夏工程技术》 CAS 2023年第2期148-152,157,共6页

为了客观反映寒旱区渠道冻土和衬砌板间相互作用随土体温度的变化情况,利用冻土中土体和冰的体积含量、弹性模量、泊松比等地基特性与土体温度的关系,推导出随土体温度动态变化的冻胀反力系数表达式,建立考虑冻胀反力系数动态变化的U形... 为了客观反映寒旱区渠道冻土和衬砌板间相互作用随土体温度的变化情况,利用冻土中土体和冰的体积含量、弹性模量、泊松比等地基特性与土体温度的关系,推导出随土体温度动态变化的冻胀反力系数表达式,建立考虑冻胀反力系数动态变化的U形混凝土衬砌冻胀力学模型,并应用于某两拼式U形渠道。通过与现场观测结果和已有研究结果对比可知,建立的冻胀反力系数计算方法是合理可靠的,模型计算的冻胀量、冻胀反力及衬砌结构内力等分布规律与现场观测结果吻合较好,计算结果偏小,与渠道实际冻胀状况更为相符。冻胀反力系数的变化体现出渠道不同时刻、不同位置的冻胀效应差异,突破了已有研究中仅获取冻胀效应最大值的弊端。 展开更多

关键词 冻土 弹性地基梁 冻胀 冻胀反力系数

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换填法抑制季节冻土区铁路路基冻胀效果分析 被引量：56

4

作者 许健 牛富俊 +1 位作者 牛永红 刘华 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1-7,共7页

以沈哈线路基A、B组填料为研究对象,采用室内冻胀试验,研究粉黏粒含量对其冻胀特性的影响。试验表明:路基填料的冻胀系数随粉黏粒含量增加而增加,且增幅逐渐增大;结合沈哈线路基基床厚度及沿线最大冻深,为保证路基不产生冻胀破坏,应确... 以沈哈线路基A、B组填料为研究对象,采用室内冻胀试验,研究粉黏粒含量对其冻胀特性的影响。试验表明:路基填料的冻胀系数随粉黏粒含量增加而增加,且增幅逐渐增大;结合沈哈线路基基床厚度及沿线最大冻深,为保证路基不产生冻胀破坏,应确保换填用路基A、B组填料中不含有粉黏粒。采用非稳态相变温度场的数学模型和热弹塑性冻胀模型,进行沈哈线换填试验段冻土路基冻融过程温度场及冻胀应力、变形场计算分析。结果表明:天然地面下2m左右为冻融活动层,是诱发路基土体冻胀的主要因素;用非冻胀性A、B组填料换填基床厚度范围内的冻胀性土层后,路堤填筑土体无冻胀变形产生,路基中的拉应力(拉应变)区域外移到距离路堤坡脚4m以外的天然地表下土体,大大减弱了对路堤的破坏作用,计算结果与实际情况相符。 展开更多

关键词 路基 季节冻土 换填法 冻胀系数 冻胀变形

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裂隙岩体不均匀冻胀性研究 被引量：11

5

作者 夏才初 王岳嵩 +1 位作者 郑金龙 吕志涛 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1161-1168,共8页

隧道冻胀力是引起隧道冻害的主要原因之一,隧道冻胀力主要由围岩不均匀冻胀引起。裂隙的存在会对岩体不均匀冻胀产生进一步影响,因此推导了岩体不均匀冻胀系数k_θ的计算公式,并获得岩体不均匀冻胀系数k_θ的相关规律。(1)岩体不均匀冻... 隧道冻胀力是引起隧道冻害的主要原因之一,隧道冻胀力主要由围岩不均匀冻胀引起。裂隙的存在会对岩体不均匀冻胀产生进一步影响,因此推导了岩体不均匀冻胀系数k_θ的计算公式,并获得岩体不均匀冻胀系数k_θ的相关规律。(1)岩体不均匀冻胀系数随裂隙与冻结方向的夹角θ的增大而增大。(2)温度梯度增加,岩体的不均匀冻胀系数k_θ增加,岩体的不均匀冻胀性增强。(3)裂隙率对岩体不均匀冻胀的影响需要考虑到裂隙与温度梯度夹角q,当裂隙与温度梯度的夹角q较小时,岩体不均匀冻胀系数k_θ随裂隙率的增加而减小;当裂隙与温度梯度的夹角θ较大时,岩体不均匀冻胀系数k_θ随裂隙率的增加而增大。(4)裂隙对岩体不均匀冻胀的影响程度与岩体的岩性有关,裂隙对孔隙率小的岩体影响较大。根据推导的裂隙岩体不均匀冻胀系数计算公式,计算得到了不同岩性不同级别含裂隙围岩的不均匀冻胀系数范围,从而,在寒区隧道设计中可以更精确地计算隧道围岩作用于衬砌上的冻胀力,对寒区隧道工程的设计具有重要作用,对路基、边坡等寒区工程冻胀力的研究也可起到推动作用。 展开更多

关键词 岩体 裂隙 不均匀冻胀系数

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单向冻结条件下裂隙岩体冻胀特性试验 被引量：8

6

作者 夏才初 王岳嵩 +1 位作者 吕志涛 董一鹤 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1268-1276,共9页

单向冻结条件下寒区隧道围岩不均匀冻胀性是产生隧道冻胀力的主要原因之一.为研究寒区隧道含裂隙围岩不均匀冻胀特性,进行了单向冻结条件下裂隙岩体的冻胀试验,分析了裂隙岩体在单向冻结时的冻结过程及变形规律.试验表明,裂隙处冻胀与... 单向冻结条件下寒区隧道围岩不均匀冻胀性是产生隧道冻胀力的主要原因之一.为研究寒区隧道含裂隙围岩不均匀冻胀特性,进行了单向冻结条件下裂隙岩体的冻胀试验,分析了裂隙岩体在单向冻结时的冻结过程及变形规律.试验表明,裂隙处冻胀与岩石自身冻胀存在明显差异,裂隙岩体在冻胀过程中表现出明显的不均匀冻胀特性.在裂隙较深的工况下,随裂隙宽度的增加,裂隙法向的线冻胀率增加.对于含裂隙饱和砂岩,岩石自身线冻胀率随冻结温度的降低明显增大,而裂隙法向的线冻胀率明显减小.凝灰岩孔隙率较小,岩体的冻胀变形以裂隙处的冻胀变形为主,岩石自身在低温条件下表现为冷缩.根据试验结果,在岩体不均匀冻胀系数中考虑了裂隙的影响,计算了含裂隙饱和砂岩的不均匀冻胀系数.裂隙平行于温度梯度方向时,随裂隙宽度的增加,含裂隙饱和砂岩的不均匀冻胀系数有所减小.随温度梯度的增加,含裂隙饱和砂岩的不均匀冻胀系数增加,且增幅相比岩石不均匀冻胀系数明显增大.试验初步反映了裂隙岩体的不均匀冻胀特性,为寒区隧道裂隙岩体冻胀变形计算提供了试验依据. 展开更多

关键词 裂隙岩体 单向冻结 不均匀冻胀系数 冻胀特性

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基于灰色关联优势分析冻胀融沉影响因素研究 被引量：11

7

作者 鲍俊安 杨平 陈成 《路基工程》 2012年第1期21-23,共3页

为研究含水率、干密度、冷端温度、荷载对冻胀融沉特性影响的程度,建立灰色关联分析模型,对南京地区浅表层淤泥质粘土冻胀融沉试验数据进行计算,分析了各种因素对冻胀系数、融沉系数影响程度。结果表明:影响冻胀系数、融沉系数依次都为... 为研究含水率、干密度、冷端温度、荷载对冻胀融沉特性影响的程度,建立灰色关联分析模型,对南京地区浅表层淤泥质粘土冻胀融沉试验数据进行计算,分析了各种因素对冻胀系数、融沉系数影响程度。结果表明:影响冻胀系数、融沉系数依次都为含水率、冷端温度、干密度、荷载,证明采用灰色关联分析影响冻胀、融沉因素的显著程度是准确可行的,是一种很好的分析方法。 展开更多

关键词 关联优势分析 冻胀系数 融沉系数 影响因素

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不同土样冻胀融沉特性实验和数值模拟研究 被引量：10

8

作者 赵智辉 杨双锁 +3 位作者 郝瑞卿 牛少卿 杨欢欢 庞星 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第21期245-252,共8页

为了研究土样、荷载、吸水量以及温度等因素对冻胀量和融沉量的影响,运用多功能冻胀融沉实验系统,分别以粉细砂、粉质黏土、黏质粉土和杂填土为研究对象,进行在试件周边和底部限制变形条件下顶部施加不同荷载的冻胀融沉实验。研究结果表... 为了研究土样、荷载、吸水量以及温度等因素对冻胀量和融沉量的影响,运用多功能冻胀融沉实验系统,分别以粉细砂、粉质黏土、黏质粉土和杂填土为研究对象,进行在试件周边和底部限制变形条件下顶部施加不同荷载的冻胀融沉实验。研究结果表明:①土样冻胀变化趋势主要分为三个阶段:缓慢冻胀阶段、快速冻胀阶段以及稳定冻胀阶段;②随着冻结温度的降低,土样冻胀量均逐渐增大,并最终趋于稳定;③冻结过程中吸水量和冻胀量成正比,变现出良好的想关性;④在试样上部施加荷载对试样的冻胀产生明显的抑制作用,随着荷载的加大,冻胀量逐渐减少最终接近于零;⑤无论土样是否受到载荷作用,粉质黏土的冻胀率均为最大,而杂填土的冻胀率最小,且黏质粉土的冻胀率大于粉细砂;⑥冻胀量对融沉量影响较大,冻胀量越大融沉量也越大,且融沉量大于冻胀量。研究成果对土体冻胀融沉的研究具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 冻胀系数 融沉系数 冻结法施工 模型试验

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论水工建筑物的冻胀破坏和防治措施 被引量：7

9

作者 寇国伟 刘宝君 《西部探矿工程》 CAS 2007年第9期201-202,共2页

对冻胀的形成与发展过程做了详细阐述,并对冻胀形成的主要原因作出了分析,最后提出了防治水工建筑物冻胀破坏的方法。

关键词 冻胀 冻胀系数 换填

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浅谈梯形渠道冻胀受力分析

10

作者 王强 《农业与技术》 2011年第2期97-99,共3页

我国冻土和季节性冻土地区面积较大,研究渠道防渗衬砌结构的冻胀破坏尤为重要。研究梯形渠道冻胀的意义、冻胀破坏的原因以及梯形渠道的受力计算方法,提出了冻胀强度的影响因素以及冻胀系数的计算。从而对工程实际中的渠道设计提供一定... 我国冻土和季节性冻土地区面积较大,研究渠道防渗衬砌结构的冻胀破坏尤为重要。研究梯形渠道冻胀的意义、冻胀破坏的原因以及梯形渠道的受力计算方法,提出了冻胀强度的影响因素以及冻胀系数的计算。从而对工程实际中的渠道设计提供一定的帮助。 展开更多

关键词 冻土 季节性冻土 渠道冻胀 冻胀力 冻胀系数 冻土深度H

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新疆北疆地区岩土冻胀与防治浅析

11

作者 时志宇 《内蒙古水利》 2006年第2期93-94,114,共3页

新疆北疆为严寒区,冻胀常常导致建筑物变形、开裂,损失很大。依据有关资料,在工程实践的基础上,对该区岩土冻胀的形式及分类进行探讨,从冻胀机理入手,研究不同环境下冻胀的防治。

关键词 冻结峰面 分凝冰析离体 冻胀系数

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多年冻土区埋地输油管道的应力及变形分析 被引量：8

12

作者 王勇 吴亚平 +2 位作者 郭春香 盛煜 金会军 《兰州交通大学学报》 CAS 2008年第4期44-46,共3页

利用大型有限元软件ANSYS对多年冻土地区埋地输油管道进行力学性能分析,在一定管径、壁厚及换填深度等工程措施下,具体分析了在一定的过渡段长度,冻胀率条件下多年冻土区埋地输油管道的应力及变形,进而给出了在保证管道安全的前提下,其... 利用大型有限元软件ANSYS对多年冻土地区埋地输油管道进行力学性能分析,在一定管径、壁厚及换填深度等工程措施下,具体分析了在一定的过渡段长度,冻胀率条件下多年冻土区埋地输油管道的应力及变形,进而给出了在保证管道安全的前提下,其所允许埋设土体的最大冻胀率及相应的差异性冻胀变形,分析结果可为工程设计提供参考. 展开更多

关键词 冻土 输油管道 冻胀 冻胀系数 有限元分析

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灰色关联优势分析在冻土中的应用 被引量：11

13

作者 张远芳 慈军 肖俊 《水利与建筑工程学报》 2006年第1期12-14,共3页

根据灰色系统理论,在分析冻土的冻胀系数和融沉系数的基础上,建立了灰色关联模型,通过对一具体实例进行分析评价,得到各种影响冻胀性和融沉性因素的权重,从而为较好地判定各种冻害现象提供了参考依据。

关键词 灰色关联分析 灰色系统理论 冻胀系数 融沉系数

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浅谈光缆在我国高海拔地区的设计及应用

14

作者 司辉 刘芳 《信息系统工程》 2013年第4期90-90,共1页

本课题主要是以我国高海拔地区的地质特性为依据,对敷设光缆路线时所可能遇到的问题进行分析,并选择合理的光缆材料和合适的施工方式来解决这些问题。引用在高海拔地区已经完善的光缆应用工程实例,来说明我国高海拔地区光缆设计及应用... 本课题主要是以我国高海拔地区的地质特性为依据,对敷设光缆路线时所可能遇到的问题进行分析,并选择合理的光缆材料和合适的施工方式来解决这些问题。引用在高海拔地区已经完善的光缆应用工程实例,来说明我国高海拔地区光缆设计及应用技术的先进。 展开更多

关键词 光缆 高海拔地区 冻土 冻胀系数

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