浅析季节性冻土地区工程建设基础合理浅埋的可能性

该文主要分析了季节性冻土对工程建设的危害、引起土的冻胀现象机理、不利影响,以及防治冻胀危害的主要工程措施;影响冻胀的土、水、外界气温等因素;对场地土冻结深度的影响因素,在对于深厚季节性冻土地区(冻结深度大于2m),基础合理浅埋在保证建筑安全方面实现的可能性,基础底面下允许冻土层最大厚度应根据当地经验确定.没有地区经验的可按现行《建筑地基基础设计规范》中由地基土的冻胀性、基础形式、采暖情况、基底压力所确定的基底允许冻土层最大厚度有关数据资料查取.     

浅谈季节性冻土地基输电线路基础选型

根据季节性冻土地区土质、湿度、环境、地形等情况,设计既能满足工程要求又能节约工程造价的线路基础,是输电线路基础设计中必须考虑的问题。对季节性冻土地区的输电线路基础选型进行了探讨,分析了季节性冻土对线路基础的危害,对冻深及冻胀力的确定、冻土地基基础型式进行探讨,提出了加强输电杆塔基础设计方面的解决措施。     

黑河市建筑基础浅埋的研究与探讨

本文采用现行国家标准《建筑地基基础设计规范》，对黑河市经济合作区土样进行化验分析，确定了土层的冻胀性，进而提出了黑河市理论上的地基基础浅埋深度。     

寒冷地区在季节性冻土上基础的设计与施工

内蒙古阿里河镇位于大兴安岭东部,北纬50°36′,冬季最低温度达-43.9℃,年平均气温-2℃～-3℃,季节性冻土冻结深度约2.5m～3.1m。对该镇70年代前建造65栋砖木结构平房调查表明,其裂缝率高达80%,有的经多次加固墙体依然裂缝,裂缝逐年扩展,影响房屋的使用安全,直至不能使用,季节性冻土地区基础处理已引起人们关注。如何解决基础的冻胀是当务之急。     

旋喷桩加固软弱地基的设计计算

针对运用旋喷桩加固软弱地基,已经得到广泛的推广应用,结合工程实例,综合《建筑地基处理技术规范JGJ79-2002,J220-2002》、《建筑桩基技术规范JGJ94-2008》-、《建筑地基基础设计规范GB50007—2002》等中相关旋喷桩的规范,从设计前的地质勘察、现场试验、情况调查、初步估算旋喷桩直径、确定单桩承载力、桩的布置、旋喷桩加固地基设计实例等方面,探讨了旋喷桩在加固软弱地基时的设计计算过程。     

西北寒冷地区浅基础施工技术探讨

北方寒冷地区基础埋深受当地季节冻深的影响，多年来国内外一直将基础埋入最大冻结线之下（不管是否真正必要），人力、物力和工时耗费很大。我国现已编制出了第一部《冻土地区建筑地基基础设计规范》，并在逐步扩大应用中。本文通过对寒冷地区基础浅埋设计，在浅基础构造要求与施工方面进行探讨、研究，以更好配合基础浅埋工作的推广，从而减少了工程造价。     

建筑给排水热水用水量两种计算方法的比较分析

《建筑给水排水设计规范》中对建筑热水的计算给出了2个公式,但这2个公式的小时变化系数Kh在实际应用中不易确定。通过对该规范中有关数据进行整理,利用最小二乘法原理进行数据处理,得出了计算Kh值的拟合公式。     

基于土颗粒三维理想模型的黏性土渗透系数研究

黏性土是一种低渗介质,常作为土石坝、提防、公路路基等构筑物的防渗层,其渗透系数的准确表达直接关系到堤坝的安全以及公路的耐久性。利用土颗粒三维理想模型对黏土颗粒表面结合水进行研究,认为结合水就是黏土颗粒的一部分,不参与土中水的渗流,土体中有效孔隙体积不包含结合水的体积;在此基础上引用有效孔隙比概念分别对太沙基、柯森-卡门、达西等3种渗透系数经验公式进行了修正;对广西贵隆高速工程现场的典型红黏土进行了渗透试验,将实测值与修正前后的3种公式分别进行了对比,验证了修正公式的合理性。通过对修正公式计算结果的对比分析认为,经修正后的柯森-卡门渗透系数经验公式比之其他公式更符合广西地区红黏土渗透系数的计算。该研究可为广西地区高速公路路基的防渗设计与施工提供重要参考。     

黄山现代季节性冻土与第四纪多年冻土的推算

本文根据黄山南北麓——黟县、太平县的现代气温与地温资料,求出其相关系数,建立气温与0cm、5cm、10cm、15cm和20cm深地温的一元回归方程。利用回归方程计算黄山不同高度不同深度的现代地温值,并推算现代季节性冻土的深度和冻结期。根据第四纪冰期时气温约降幅求出当时黄山各日平均气温值,在假定这一地区气温与地温相关关系不变的情况下,用回归方程求出当时不同深度的地温值。用第四纪冰期时一月份的地温及深度值,拟定出深度——地温对数曲线方程,并用其求出不同地点的最大冻结深度。根据推算结果,第四纪冰期时黄山有岛状多年冻土分布,属季风型冰缘环境。     

柱下单向偏心矩形扩展基础简化算法

依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)中柱下单向偏心矩形扩展基础设计方法,通过理论推导给出了基础高度及基础底板弯矩的简化计算方法.     

长春地区粉质黏土融沉性质及影响因素试验研究

粉质黏土是一种对温度极其敏感的土,在季节性冻土区通常会产生较大的融沉变形,给道路、铁路等建构筑物造成严重破坏。长春地区土层以粉质黏土最为普遍,由于纬度、海拔、气候等原因,这里的粉质黏土融沉性与其它地区的有所不同,其影响因素的影响程度也有所不同。本文以长春地区粉质黏土为研究对象,通过对原状土样进行融沉压缩试验、冻胀试验和导热系数试验,分析了融沉系数与各因素之间的关系,提出了融沉系数经验公式,并采用灰色关联理论分析了各影响因素对融沉系数的影响程度。结果表明：①融沉系数随含水率、超塑含水率增大而增大,随干密度、烧失量增大而减小,其中可塑性影响最大;②融沉性与冻胀性呈显著正相关,冻胀率和冻胀压力越大,融沉系数越大;③粉质黏土融沉系数随深度的增大而增大,最大值出现在9～12m区间内;④长春地区粉质黏土的最优干密度为1.625g/cm_³;⑤根据灰色关联分析结果,长春地区粉质黏土各影响因素对融沉性的影响顺序由大到小依次为塑性指数、干密度、含水率、超塑含水率、导热系数、冻胀率和冻胀压力。在实际工程中可采取控制最优干密度或调整级配的方法来提高地基土或回填土的密实性,研究结果可为长春地区进行公路、铁路、地铁深基坑、建筑基础施工等提供科学依据与理论参考。     

海相人工冻土热物理特性试验研究

【目的】沿海城市轨道交通主要穿越海相深厚软土,需要大量使用冻结法施工,而该地区典型土层热物理特性是冻结法设计的关键依据。研究土质、冻融条件等因素对海相人工冻土冻结温度、热物理性质和冻融性质的影响可为该地质条件下的隧道施工提供基础资料。【方法】选取宁波地区3种典型土层,即淤泥质黏土、粉质黏土和砂质粉土,开展冻结温度和热物理参数测定,以及封闭与开放系统下冻胀融沉试验。【结果】3种土层冻结温度为-0.43～-0.23 ℃,且以砂质粉土的较高,粉质黏土的次之,淤泥质黏土的较低; 不同土层热物理性质不同,但其常温土的导热系数和容积热容量大小呈现一致性,表现为砂质粉土最大,粉质黏土次之,淤泥质黏土最小; 冻土的导热系数、容积热容量和导温系数均大于常温土,冻土导热系数为常温土导热系数的1.37～1.77倍,且颗粒越粗差异越大; 各土层冻胀率和融沉系数相差较大,冻胀率较大的土层其融沉系数也较大,表现为淤泥质黏土＞粉质黏土＞砂质粉土; 开放系统补水冻结过程下各土层冻胀率和融沉系数分别为封闭系统冻结过程不补水工况下冻胀率和融沉系数的1.23～1.88倍和1.21～1.84倍。不论是开放系统还是封闭系统,海相土体各土层的融沉过程相似,可分为缓慢融沉、快速融沉和稳定融沉3个阶段。【结论】海相土体的冻结温度、热物理性质和冻融性质与其土质、状态和冻融条件等因素密切相关,在进行海相土体冻结法设计与施工时,应充分考虑其物理特性的差异性。     

季节性冻土区路基土的冻胀特性分析

在季节性冻土区的路基工程中,冻胀、融沉和翻浆都会对道路产生较严重的破坏。根据2000—2002年间对吉林省长余高速公路路基冻胀观测所获得的资料,分别分析了温度、水分、土质、路基类型等因素对路基冻胀的影响。     

温度变化对高速公路盐渍土地基变形的影响分析

为了解决西北盐渍土地区高速公路出现的季节性冻胀和沉陷等变形问题,通过对G215线柳园至敦煌高速公路地基进行温度、湿度的现场监测,分析地基土中的温湿度随时间的变化规律。在此基础上,开展室内不补水冻融循环试验,对氯盐渍土的变形特性进行分析研究。结果表明：全年监测期间,地基土的温度敏感深度为85 cm,25~85 cm深度内地基中的含水率较高。在室内冻融循环试验中,含盐量为0.71%的土样冻胀变形大于融沉变形,体积累加变形量最大;压实度为95%的土样体积增加率达到1.14%,较85%压实度土样大0.7%,压实度越大的土样其冻胀变形大于融沉变形,土样体积累加变形量与压实度大小具有相关性;含水率为19.32%的土样体积增加率为7.70%,较27.32%含水率土样大7.44%,含水率小的土样融沉变形小于冻胀变形,土样体积累加变形量与含水率大小呈负相关。该研究结果能为盐渍土地区高速公路的病害分析提供参考。     

季节冻土区寒土土体温度场的计算模型

从能量的角度,用传热学的知识建立季节冻土区体内温度随气温变化的模型,从而可得到负温时期内任意时刻土体的冻结深度,实现对寒区土体冻胀情况的预报。     

Response of soil heat-water processes to vegetation cover on the typical permafrost and seasonally frozen soil in the headwaters of the Yangtze and Yellow Rivers

The response of soil temperature and moisture to vegetative cover in the active layer of permafrost and seasonally frozen soil were assessed and compared. Soil temperature and moisture, under a range of vegetation covers (92%, 65% and 30%) in the permafrost and vegetation covers (95%, 70%―80%, 40%―50% and 10%) in the seasonally frozen soil, were measured on a daily basis. A decline in vege-tation cover led to a decrease in the integral of freezing depth of active permafrost layer, but an in-crease in seasonally frozen soil. The maximum invasion depth and duration of the negative isotherm during the frozen period and of the positive isotherm during the non-frozen period clearly increased when vegetation cover declined. With a reduction of vegetation cover, the soil moisture in the active layer of the permafrost decreased for depths of 0.20―0.60 m, but increased for depths of 0.60―0.80 m, while for seasonally frozen soil, soil moisture of the entire profile (0.10―1.20 m) increased. Variation in vegetation cover alters soil heat-water processes, but the response to it is different between permafrost and seasonally frozen soil.     

东北地区季节性冻土对监测点稳定性的影响

为定量把握冻土对沉降监测网点的稳定性影响,降低测点施工成本,在东北地区通过实际项目数据研究分析监测点稳定性受季节性冻土的影响情况.结果 表明12月-次年2月期间,随着温度逐渐降低至0℃以下,冻土深度加深,监测点沉降量逐渐增大,2月-3月冻土深度达到最深,监测点累计沉降量最大达到1 cm.温度对冻土深度的形成有较大影响,温度降低时,冻土深度加深,监测点被抬升,随着温度的升高,冻土深度降低,监测点开始下降,最终趋于稳定.研究结果能有效指导沉降监测点施工,并降低造价成本.     

压实度及水分对青藏高原季冻区砂砾土冻胀特性的影响

 针对青藏高原季冻区某机场道基主要材料砂砾土,通过实验系统地研究了压实度、初始含水率及补水状况对砂砾土冻胀特性的影响规律。结果表明,在封闭条件下,若初始含水率不变,则砂砾土冻胀率随压实度的增加呈先增大后减小的趋势,在压实度为95%左右时达到最大值,若压实度不变,则冻胀率随初始含水率的增加呈线性增大;压实度和初始含水率均与冻胀率之间存在高度相关的函数关系,这些关系式在某些情况下可用于相关指标的相互预测。在开放条件下,砂砾土的冻胀率较封闭条件下显著增大,通常达3~4倍以上。为有效防治砂砾土冻胀,应严格控制压实度和初始含水率,同时采用降低地下水位、设置隔水垫层等措施阻止外界水源补充。     

高寒地区机场道面基层底面冻胀应力的计算

传统的高寒地区机场道面厚度设计,一般较少考虑冻胀作用下道面正常使用的要求,道面在冬季均会产生冻胀现象。基于推导由冻胀引起的作用在道面面层的应力,从能量平衡的角度,推导出了作用在基层底面的冻胀应力解析式。研究结果已在某机场改造工程冻土实验中进行了验算,误差为2%,结果表明该解析解在高寒地区的机场道面和水泥混凝土公路结构层设计中均是有效和可行的。     

水泥预加固-人工冻结联合工法加固地层冻胀特性

为研究采用联合工法施工,能够有效控制土体冻胀位移的施工参数,本文以广州地铁十四号线某联络通道冻结工程为背景,通过有限元软件建立联络通道冻胀位移场三维数值模型,研究了盐水温度和水泥掺量对土体冻胀位移的影响,并计算不同冻结壁厚度下地表冻胀位移量以及联络通道开挖土体的塑性区域,在满足施工安全的前提下,进一步对冻结壁设计参数进行优化,以减小土体冻胀位移。结果表明：采用水泥预加固-人工冻结联合工法施工,当水泥掺量设定为12%,盐水温度控制在-25℃~-31 ℃时,积极冻结末期,地表冻胀位移能够满足工程监测要求;水泥掺量设定为12%,冻结壁厚度设定在1.8m,盐水温度控制在-31 ℃。可见相对于原施工方案,采用联合工法施工,积极冻结末期地表冻胀量减小了73%。