道路冻胀翻浆的防治措施

我市地处高寒低温地带，属季节性冰冻地区，冬季最低气温达零下40℃；致使路基路面冻胀开裂。着融季节，路基融沉翻浆，从而严重影响道路交通，结经济建设和公路养护工作造成极大的损害。我们经过多年的研究和探索，认为产生冻胀翻浆的根本原因是水、土和温度等自然因素的综合作用的结果。其中，水又是主要影响因素。本文仅对道路冻胀翻浆的机理与防治措施作一简要论述。一、冻胀琼浆产生的机理所谓冻胀与翻浆就是在冬季，土基内形成温度坡差，在负温区内，土中毛细水与自由水先冻结成冰晶体。在正温区，水在毛细管和水分子表面张力的作用下…     

毛细导水土工材料调控路基水分场现场试验研究

为探究毛细导水土工材料调控路基水分场的能力与效果,在季冻区开展现场试验研究,通过传感器监测与钻孔取样的方法分析了路基水分场变化与路基不同深度处水分的分布情况,并结合扫描电镜分析了毛细导水土工材料的抗淤堵能力.结果 表明,毛细导水土工材料在路基中稳定地发挥了吸水与排水作用,使路基土质量含水率在1 a内降低约5％.毛细导水...     

考虑蠕变损伤作用的高山草甸区路基冻胀特性——以贡觉至芒康公路为例

冻胀融沉现象是高山草甸区路基的主要病害,是急需解决的重要问题。对于季冻区路基,蠕变作用使得路基冻胀变形更加复杂,因此,建立一种考虑蠕变损伤作用的冻土数学模型尤为重要。将冻土视为非线性弹性体,考虑冻土体蠕变损伤作用,分别从水分场、温度场、应力场角度,基于各物理场的微分控制方程式及其之间的联系方程,建立冻土在三场耦合下的数学模型。基于该数学模型对高山草甸区路基进行数值计算。研究发现,路基的最大冻深位置在路基表面以下1.2 m处,冻结锋面推移最大深度达到距离路基顶端以下0.6 m处;在左右路基顶角、新旧路基填土交界处及坡脚拐点处易出现应力集中;最大水平位移约为6.44 mm,最大竖向位移约为15.8 mm,大致出现在两侧坡面与路基顶面交界角处,应重点加强两侧坡面及路基顶面交界角处的防冻胀处置措施。     

季节性冻土区铁路接触网立柱桩基础冻胀变形数值模拟研究

季节性冻土区铁路接触网基础常因土体冻胀影响,发生拔起、倾覆等工程病害,严重影响电气化铁路供电安全与平稳运营。为分析接触网基础受土体冻胀的影响过程,本研究基于热-力耦合理论,考虑土体冻胀正交各向异性、温度对路基土体冻胀率的影响等关键因素,选取川藏铁路沿线昌都、康定、理塘三地区全年气温变化条件,分析全年不同时期接触网立柱基础冻胀变形特征。结果表明:桩基整体呈现上拔、外倾趋势,桩基整体位移量与冻深呈现正相关关系,而冻深与全年气温条件显著相关。建议可以通过保温隔热等防护措施减小冻深,从而达到改善桩基冻胀变形,提高基础冻胀抗拔稳定性的目的。     

浅谈黑河市内混凝土路面裂缝成因及防治措施

一、黑河市内混凝土路面裂缝成因浅析黑河市内混凝土路面裂缝现象相当严重，几乎找不出一条完好的路面。造成此种现象的原因很多，经过两年来的观察和分析发现，其主要有两条原因，一是土的冻胀所至，二是工程质量问题。本文仅对冻害现象进行探讨分析。黑河市地处高纬度地区，多年日平均气温低于-20℃的目数为130天，－30℃以下的日数为71天，极端温差达82．2℃，季节冻土冻深达2．8m以上。黑河市区地处黑龙江右岸，地下水位较高，使土在冻结过程中的水分迁移有了充分保证，致使冻土的冻胀性加强。土木工程经常由于土的冻胀作用而造成各种不…     

冻季施工盖板涵基础浅埋的方法

黑河市地处我国北部边陲，气候寒冷，年最低气温达到－37℃，季冻土最大冻结深度2．5m，最小冻结深度在2．0m左右。黑河市公路处自1985年以来，对近百座盖板涵基础采取了浅埋的方法，取得了明显的经济效益。基础浅埋的措施是应用了0．5m厚的砂砾垫层，及0．6m厚浆砌块石，使涵洞形成整体式结构，这样既满足了地基承载力的要求，又防止了冻胀破坏。对基础最小埋深应用脸算结果是：弱冻胀上为1．09m，冻胀上为1．195m。一、基础埋置深度以往的小桥涵设计与施工时，为保证结构物不受地基土冻胀的影响，除地基为非冻胀性地外，基础底面均埋在最…     

季冻区粉质黏土路基的冻胀特性的模型试验研究

为对季冻区路基冻胀性能进行研究,以实际工程为依托,通过相似原理方法进行缩尺模型试验研究。在开敞式条件下进行单向冻融试验,分析在不同温度梯度条件下冻融循环两次过程中温度分布及冻胀特性。自行研制的冻胀设备能满足变形、温度等多项试验指标。试验测试结果表明:冻结速率随时间的增加呈现出降低趋势且具有一定的波动性;冻结深度随冻结负温的增加而增加,并且在-15℃时,最大冻深达到39 cm;通过对冻结深度与时间关系进行分析提出冻结深度预测公式,通过对前人已有数据进行验证发现所提出公式具有很好的适用性;在不同冷端温度与冻胀量关系中发现,当冻结负温在-10℃下,土体达到最大冻胀量。     

季冻区粉质粘土路基的冻胀特性的模型试验研究

为对季冻区路基冻胀性能进行研究,以实际工程为依托,通过相似原理方法进行缩尺模型试验研究。在开敞式条件下进行单向冻融试验,分析在不同温度梯度条件下冻融循环两次过程中温度分布及冻胀特性。自行研制的冻胀设备能满足变形、温度等多项试验指标。试验测试结果表明：冻结速率随时间的增加呈现出降低趋势且具有一定的波动性;冻结深度随冻结负温的增加而增加,并且在-15℃时,最大冻深达到39cm;通过对冻结深度与时间关系进行分析提出冻结深度预测公式,通过对前人已有数据进行验证发现本文提出公式具有很好的适用性;在不同冷端温度与冻胀量关系中发现,当冻结负温在-10℃下,土体达到最大冻胀量。     

季节性冻土路基冻胀影响因素分析

路基冻胀是季节性冻土区公路中特有的破坏现象,也是主要病害之一。研究季节性冻土区的冻胀机理及其影响因素,对保障季节性冻土区的路基稳定、控制路基沉降、提高路基耐久性具有重要意义。本文分析了季节性冻土区路基冻胀的几个主要影响因素,从土体土质、土体水分和土体温度三个主要因素分析它们对土体冻胀的影响,为季节性冻土区路基施工提供理论指导。     

多年冻土地基单桩冻拔效应的计算方法与分析

为研究多年冻土地基冻结过程中桩基础的冻拔效应，基于桩周土的冻胀变形及桩土之间的变形协调关系，结合剪切位移法构建了一种考虑桩土界面相对滑移效应的单桩冻拔荷载传递的理论模型.采用有限差分法，通过MATLAB编程对桩基受力微分方程求解，获得了冻拔力的发展规律，并采用现场试验与有限元数值模拟验证了模型的合理性.接着分析了冻胀率、桩土界面本构参数及桩长对桩基冻拔响应的影响.研究表明：冻结过程桩身轴力逐渐增大，冻深附近出现轴力峰值，部分桩土界面会产生滑移；冻至最大冻深2.3 m时桩身轴力达到最大值690.3 kN,滑移段长度约为0.65倍冻深；冻拔力随土体冻胀率的增大并非呈线性增大，主要受桩土界面峰值剪切强度与残余强度的影响；桩长越长，抗冻拔效果越好.     

季冻区高速铁路路基冻融变形特征研究

为研究季冻区高速铁路路基冻融病害及其变形特征,以兰新高速铁路K1934+190无砟轨道路基断面作为研究对象,在已有的水分迁移控制微分方程、瞬态温度场控制微分方程及土体单元应力-应变方程的基础之上,建立了无砟轨道路基受水分、温度及应力影响的数学计算模型,通过模拟和现场监测对比分析了自2019年10月初至2020年5月初路基的动态变化规律。结果表明,由于水分场、温度场对季冻区高速铁路路基的耦合作用,致使路基水分变化、温度变化及由此产生的温度场重分布、水分场重分布是导致路基发生冻胀融沉的关键因素,其变形在时间域上呈规律性变化,这一结论可为研究冻土地区高速铁路路基冻害治理提供参考。     

水分迁移对高山草甸区非冻结路基土的影响

高山草甸区域内道路冻胀、翻浆等病害大量发生,水分迁移是产生冻胀翻浆病害的主要原因.为了研究初始含水率、细颗粒含量及入流通量对非冻结路基土中水分迁移的影响.依托拉妥至芒康公路改建工程,进行室内试验.结果表明:当土体处于最佳含水率时,不同细颗粒含量的土样毛细水上升高度不同;在一定细颗粒含量范围内,土体总入流量及入流通量随细颗粒含量的增加而增大;当初始含水率为11％时,细颗粒含量为19％的土样总入流量随时间变化曲线表现为"S"形,而细颗粒含量为22％的土样却表现为拱形,说明土样总入流量随时间变化曲线随着细颗粒含量的增加,土样同样出现滞后现象.土体总入流量及入流通量与初始含水率成反比,总入流量随时间变化曲线由拱形变化为"S"形.结果表明高山草甸区的最低路基填筑高度控制在1.5 m以上,能有效防治路基冻胀翻浆.研究成果可对西藏高山草甸区公路建设与养护提供科学的依据和指导意义.     

毛细水作用下低路基强度和变形特性研究

低路基中,地下水因土壤基质对水分的吸力作用,导致路基土干湿状态发生变化,进而影响路基的强度及变形特性.路基土是非饱和土,其强度变化和变形特性需采用非饱和土理论解释.本文介绍毛细水作用下低路基强度和变形特性的主要研究成果.     

浅谈盐渍土地段的路基地基处理

盐渍土等不良路基引起的灾害主要表现为路基边坡滑塌、路基下沉、翻浆冒泥等,造成路轨变形,行车限速,甚至中断运行。在进行盐渍土地段的地基处理时,怎样做好阻断地基毛细水的上升与路基本体隔离,是盐渍土地基处理的关键所在。     

冻融循环作用下水泥土统计损伤模拟方法研究

季冻区公路水泥土路基在历年冻融循环作用下,常发生翻浆、冻胀现象威胁道路行驶安全。为了研究冻融循环作用下水泥土变形破坏全过程,根据弹性模量衰减规律定义冻融损伤变量,假设受荷损伤微元强度服从Weibull概率密度分布,得到受荷损伤变量,从水泥土受荷微单元和冻融微单元之间的关系出发,构建冻融、受荷总损伤变量。引入损伤修正因子,建立新的冻融循环作用下的水泥土统计损伤模型,基于试验成果和线性回归曲线拟合法,求取模型参数。开展不同冻融循环次数下的水泥土三轴压缩试验,分析损伤累积规律,利用所建模型辨识水泥土试验数据,证明所建模型的合理性和可行性。研究成果为冻融循环作用下水泥土力学行为模拟和季冻区公路路基设计、施工及养护提供一定参考。     

高寒地区高速铁路路基防冻胀关键措施——碎石盲沟施工技术

高寒地区路基冻胀易引起路基沉降变形,是高速铁路路基施工中的关键技术难题。新建哈尔滨至齐齐哈尔铁路客运专线DK87＋600-DK88＋125段路基与既有滨州线之间原地面较高,原设计路基横向排水通道（护道土中的渗水土层）被封堵,地下水位埋深相对较低,为保证排水通道畅通,在哈齐与既有滨洲线间设置渗水盲沟,将路基本体中的水引入盲沟中,通过盲沟将水排到检查井中,最后将水通过渗水管井导入地下,减少了路基冻害,避免冻胀变形,有效的保证了铁路行车安全。     

路基排水层在高速公路改扩建工程中的应用

随着我国经济的持续增长一些早期修建标准较低的高速公路已不能适应区域经济发展的需要,目前还待升级改造。由于排水系统不完善尤其是缺少地下排水设施常导致高速公路路基两侧河流、池塘与灌溉用水倒灌入路基。本文主要研究采用体积填充法改良碎石排水层的级配．分别对三种不同粗细的级配进行毛细水试验,找到既能满足阻隔毛细水又具有足够强度的级配方案,并对施工工艺进行分析。采用SEEP/W软件对扩宽路基中碎石排水层的实际作用进行了模拟,分析碎石排水层的有效性,最后对实体工程扩宽路基综合排水系统提出建议。     

短时冻区气候下土坡浅层水热状况的数值分析

为揭示短时冻区气候下土坡浅层水热状况,利用有限差分技术编制边坡水热耦合程序,分析福建地区典型短时冻区气候下土坡浅层的冻深、冻结时间与含冰率状况以及日最低气温、辐射与平均风速对土坡浅层的冻深、冻结时间与含冰率的影响规律。结果表明:在福建典型短时冻区气候下,土坡浅层最大的冻深约为10 cm以内,浅层一般约在4:00开始冻结,含冰率峰值一般出现在表层以下;日最低气温对土坡浅层冻深、冻结时间与含冰率峰值均有明显影响;风速及太阳辐射对土坡浅层冻深与含冰率峰值影响不大,但对土坡浅层冻结时间的长短影响较大。建议短时冻区土质边坡冻融失稳分析时重点关注浅层10 cm左右的稳定性。     

庭院排水管浅埋分析

黑河地处北纬50°51＇，气温经常受西伯利亚冷空气影响，冬季最低气温达─42℃，年平均气温－1℃左右。采暖期长达6个多月，冬季漫长寒冷，夏季酷暑短暂，冻土深度在2．1－3．0米左右，属于大陆性高寒地区。从黑河的上下水道史来看，日伪时期仅修建通往火车站的上水管道，其埋深大都在3．5米左右。60年代以来，部分建筑物开始修建下水设施，污水基本都用化粪池和渗水井法联合处理。由于排水自成体系，埋深大部都在1．8米以下，经几年的使用，除渗水并使用年限较短外，沟管从未出现冰冻现象，使用良好。自从修建城市下水道以来，由于要排水口…     

长成冻时间的深部调驱剂研究

长成冻时间的深部调驱剂是以HPAM为主的复配聚合物，由树脂交联剂103交联形成的，由冻胶强度级别的划分定性地测定成冻时间和突破真空度的方法定量测定冻胶强度，评价了不同聚合物，交联剂及矿化度在不同温度下的成冻时间及强度，并作出了成冻时间及强度等值图，结果表明：成冻时间在1－30d范围内可调，强度（即pBv值）在－0．030MPa范围内可调，由成冻时间和强度等值图可找出具体地层条件下的不同成冻时间及不同强度调驱剂配方。