冻结黏土的强度与变形特性及参数研究

为了更全面地分析冻土的强度与变形特性,以皖北某矿取样的原状黏土为研究对象,进行不同温度(-5℃、-10℃、-15℃)下的单轴抗压强度试验和三轴剪切强度试验.试验结果表明,在试验温度下,试样单轴抗压强度的应力-应变曲线为应变软化型;试验条件下,冻土三轴剪切应力-应变曲线可以用双曲线模型描述.随着温度的降低,冻土的单轴抗压强度和弹性模量均增加.初始弹性模量和极限偏应力均与围压呈正相关,与温度呈负相关.冻土的抗剪强度随围压增加而增大,随温度增加而减小.通过冻土三轴试验得到的抗剪强度指标推算单轴抗压强度,可以为人工冻结法施工提供理论依据.     

冻结法用于深基坑坑壁维护的可行性研究

本文主要研究冻结法用于基坑工程时其技术和经济上的可行性，分析了地下水流、冻胀和冻融沉陷对冻结法应用的影响，提出了减小地下水流速影响、抑制冻胀、防止下沉的措施。     

水分在季节性冻土中的运动

季节性冻土是一种冰水共存的特殊土水体系,在分析冻土中水分运动的驱动力及其影响因素,冻土介质的物理特性（热特性和水力特性）及其参数测定方法的基础上,综述了水分在冻土中运动的基本规律及定量研究水分运动的试验与数值模拟方法。     

青藏铁路清水河段多年冻土区站场路基的试验研究

通过对青藏铁路清水河段站场路基的初步试验,获取了地温变形数据,探讨站场路基的冻结和融化过程的规律.实验表明:站场路基下冻土人为上限发生了上移,多年冻土得到了保护,为类似路段多年冻土工程提供借鉴.     

温度梯度诱导薄膜水迁移的冻胀机理

土体冻结后,由于土颗粒表面能的作用,土中始终存在部分未冻结的薄膜水,在温度梯度诱导下,薄膜水会从温度高处向温度低处迁移,并在土中分凝成冰,引起冻胀.这早已成为冻土学界的共识,关键在于如何定量.分凝冻胀量可按下式计算:式中Hv为冻胀量,q为水分迁移通量(迁移量),K为导湿系数(迁移系数),d(?)/dx为土水势梯度(迁移驱动力)因此,温度梯度诱导薄膜水迁移的冻胀机理可归纳为水分迁移驱动力、迁移系数和迁移量的研究.问题在于K和d(?)/dx是土质、温度或温度梯度的函数.目前尚无测定冻土导湿系数和冻土中未冻水势能的被普遍接受的方法、为解决此问题,我们提出下列方法:未冻状态下,土体的导湿系数和土水势均可通过试验实测,且具有下列关系:     

用声波检测冻土物理力学性质的研究

主要介绍利用SYC一Ⅱ型非金属声波探测仪研究人工冻土的物理力学性质与超声波传播特性之间的关系;通过回归方法建立起两者之间的参数关系及其函数式,以便利用声学参数指标替代力学指标来评价冻土,为现场快速测定提供可行性与依据.     

隧道人工冻土帷幕边界雷达探测试验分析

在分析冻结法施工过程中冻土帷幕边界的传统判定方法优缺点，以及比较冻结土体与天然土体电性差异的基础上，结合上海复兴东路隧道联络通道的施工，开展了采用探地雷达方法对人工冻土帷幕边界进行判定的试验．通过正演模型试验了解了冻土边界的雷达反射波波形、振幅及相位特征；对实测雷达剖面进行非线性滤波处理，以消除隧道内的电磁干扰，并通过追踪同相轴判定冻土边界．雷达剖面解释结果与由测温孔监测资料推算出的温度场分布所反映的冻土边界能够较好地吻合，可以弥补测温法中测温孔数量少、元件损伤而导致数据丢失的缺陷．     

冻土温度场计算中热间断面处理的理论分析

建立了冻土温度场计算中经常涉及的三类位置固定的热间断面的温度衔接条件和计算处理方法，间断面在冻土温度场计算中通常被简化成一个厚度趋于零的薄层，导致系统热性能在此发生突变，热参数成为空间位置坐标的奇异子函数．根据间断面介质热传输过程满足的能量守衡定律和三类间断面的传热机制，应用积分原理和中值定理，推出一般条件下热间断面的温度衔接条件．将导出的一般条件下的温度衔接条件应用于三类热间断面，得出具体处理此三类间断面的温度场计算方法．     

用于层圈相互作用的冰冻圈参数化模型

给出了一个用于研究各层圈相互作用简化的冰冻圈模型.对其中两个重要分量:季节性雪盖和冻土内部复杂而相互作用的水、热传输和相变物理过程作出简化及改进,发展了相应定量描述的参数化方案;最后利用国内外多个观测站长年的观测数据,对所发展模型作了验证,发现模拟结果与实测数据吻合得很好,表明所发展雪盖和冻土参数化方案能适用于层圈相互作用研究的需要.     

复杂应力状态下人工冻土蠕变数值模拟

根据试验确定的人工冻土单轴蠕变数学模型及其参数，引入经典弹塑性力学理论，将空间域和时间域进行离散化，提出了以时间增量法为基础的复杂应力状态下人工冻土蠕变有限元数值模拟计算公式，依照此计算方法运用ANSYS程序对陈四楼煤矿主井-304米水平冻结壁蠕变位移进行模拟计算，结果表明，数值模拟方法可以揭示冻土壁变形规律并检验蠕变本构关系的正确性，为今后人工冻土蠕变计算提供了一种实用方法。