冻土蠕变的光粘弹性模拟实验

给出冻土蠕变实验的相似条件。认为在一定条件下冻土蠕变符合Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ叠加原理，可以用光粘弹性方法进行模拟实验。作为实例，进行了刚性压块及桩式基础作用下的冻冻土蠕变平面问题光粘弹性模拟实验，首次得到了这方面的冻土预报的成果。     

冻土蠕变过程的损伤力学模型

参考在金属蠕变过程研究中所发展的损伤力学模型,建立了一般应力状态下,微裂隙的形成和发展影响冻土蠕变过程力学行为的损伤力学模型,从该模型得到了冻土破坏时间依赖于应力的具体函数关系.计算结果与实测数据的对比表明,该模型准确地反映了冻土蠕变过程中变形随时间发展的趋势,对破坏时间的预测也基本与实测结果一致.     

人工冻土蠕变非定常开尔文模型

为了更好地描述人工冻土的蠕变特性,将广义开尔文模型中的经典Newton黏壶中的黏滞系数定义为与时间有关的非定常参数,通过推算得到非定常开尔文模型,用粒子群优化算法识别模型中的参数。非定常开尔文模型能模拟不同应力下的蠕变试验数据,效果都很好,充分说明了该模型的合理性。目前采用非定常开尔文模型来研究人工冻土的蠕变规律的很少,此方法的提出为人工冻土领域的计算开辟了新思路。     

冻土在振动荷载作用下的三轴蠕变模型

对冻结粉土（兰州黄土）在不同围压下进行了轴向振动三轴蠕变试验,振动频率为５Ｈｚ,荷载振幅为２．５ＭＰａ,试验温度为－５℃,试样含水量为２２．５％,干容重为１．５５ｇ／ｃｍ＾３。通过对试验资料的分析提出了冻土在振动荷载作用下的三轴蠕变模型,并对模型中各参数的物理意义及变化规律进行了讨论。     

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。     

关于冻土的不稳定性研究

结合多年现场工程"冻害"治理的研究心得,借鉴国内外冻土研究经验提出冰体各向异性分析模型,以解释冰的各向异性机理;诠释工程冰冻间隙现象并提出摩擦热思想。分析冻土在荷载作用下的应变状态和流变特征。综合以上因素探究冻土强度和变形不稳定性的成因。     

人工冻结软土的蠕变特性试验研究

结合宁波轨道交通中冻土蠕变的工程实例,研究了人工冻结后土体物理力学性质的变化。在-10℃条件下,对相关地层进行了不同应力水平的蠕变试验,结果表明:宁波地区人工冻土表现出了明显的蠕变特征,是典型的蠕变材料。在加载水平较低时,②2-2和③2土层的蠕变特性较其他各土层强。随着加载水平的增加,③1层含黏性土粉砂和③2粉质黏土的应变随时间迅速增加,土层蠕变特性显著衰减,其他土层的蠕变特性随加载而增强。在试验基础上,结合蠕变数学模型,获得各土层的蠕变模型参数。此外,宁波地区人工冻土的长期强度衰减很快,随着时间的延长,其衰减过程逐渐趋于平缓,强度趋于稳定。     

多年冻土块石路基蠕变变形研究

由于全球气候变化,以及大规模的寒区工程建设,打破了多年冻土地区原有的地表能量平衡,导致地温升高,冻土上限逐年下降,高温冻土层厚度不断扩大,冻土蠕变变形愈加剧烈。本文通过结合青藏铁路典型多年冻土块石路基路段特征,采用变换等效导热系数法来综合考虑块石通风区的换热性质,数值模拟多年冻土路基多年蠕变变形,进行其10年、20年和30年的温度场和变形场预测,分析其蠕变情况。     

两淮地区深厚粘土人工冻土力学特性研究

本文根据两淮地区近十个井筒的人工冻土力学试验,归纳总结出该地区深部冻粘土的强度和变形一般特性,为今后在该地区进行冻结法施工井筒,提供了重要依据.     

冻土墙围护深基坑开挖的蠕变有限元数值模拟

讨论了有限元数值法在冻土墙围护深基坑开挖中的应用,给出了适合于冻土墙的流变模型,并进行了参数识别。在考虑时间因素的前提下,对冻土墙围护深基坑开挖进行了蠕变有限元数值模拟,得到了墙体及基底变形随时间的变化规律,并和利用弹塑性模型计算出的结果进行了比较,得出了一些有意义的结论,为今后冻土墙的设计施工提供了重要的参考价值。     

冻土非线性断裂破坏过程数值计算分析

冻土具有非线性特征,因此其断裂破坏过程也是非线性的并存在微裂纹损伤区(MDZ),将MDZ简化为虚拟裂纹,并考虑到冻土特性,假定在虚裂纹面上存在着胶结力,提出了冻土断裂破坏的胶结力裂纹模型,并具体讨论了张拉型破坏和压缩破坏的胶结力裂纹模型.其次,依据Paris位移公式,分别推导均布外力作用下,裂纹面上作用有非线性分布胶结力情况的裂纹尖端张开位移一般表达式,进一步导出了三点弯曲梁及压缩破坏的裂尖张开位移表达式,为冻土非线性破坏过程及特征参数的计算提供依据.最后分别对三点弯曲梁模型及有侧限压缩模型进行了数值计算.对三点弯曲梁计算了不同温度下冻土破坏过程曲线,给出了不同土质非线性破坏特征值-临界张开位移值,并与实测值进行比较,二者相符;对压缩模型,给出了裂纹张开位移过程曲线和不同土质张开位移临界值,并与理论预测值进行了比较,二者也基本相符.在计算方法上采用了有限元和解析法相结合的半解析有限元法.     

基于蠕变试验的冻结红砂岩长期强度

人工冻结法以其独特的优势广泛应用于西部建井工程,因此研究岩石在冻结状态下强度特性尤其重要,基于冻结红砂岩蠕变试验,分别通过过渡蠕变法、等时应力-应变法、裂纹损伤应力法、稳态蠕变速率交点法得到冻结砂岩长期强度。结果表明：（1）通过过渡蠕变法可以得到冻结砂岩长期强度的取值范围,约为三轴压缩强度的45~65%左右;（2）体积应变等时曲线簇更加能够体现时间对岩石变形的关系,长期强度约为三轴压缩强度的48%左右;（3）稳态蠕变速率法能够较为简单的确定岩石长期强度,但因其方法本身具有一定的局限性,综合考虑三向蠕变速率,对其改进得到稳态蠕变速率交点法,可以更加精确反映砂岩强度,长期强度约为三轴压缩强度的49%左右;（4）引入裂纹体积应变计算方法,根据其与时间的关系得到裂纹体积应变等时曲线簇,得到的强度值与等时曲线法及其相近,因此裂纹损伤应力法也可作为确定岩石长期强度依据。将冻结红砂岩的长期强度作为监测冻结壁变形的标准,可为评价冻结壁蠕变诱发失稳破坏提供理论支撑和试验依据。     

冻粘土三轴流变特性的神经网络预测

针对冻粘土特殊的物理力学性质,通过详细的冻粘土三轴应力条件下长期蠕变实验,讨论了温度,轴压,围压三种因素对冻粘土蠕变特性的影响,并利用人工神经网络（ANN）方法对冻粘土三轴流变特性进行了预测,建立了BP网络模型,预测结果与实验值吻合,因而具有一定的理论和实用价值。     

冻土动力学性的研究现状及研究方向

冻土动力学是冻土力学的一个重要分支,它主要研究的是在动载荷作用下冻土的强度、变形和稳定性问题。根据冻土动蠕变、动强度、动力学参数、动应力—应变关系、冻土场地地震加速度反应谱分析和路基体系地震反应等方面研究现状和发展趋势,明确了冻土动力学今后的研究方向。     

冻土钻削与冲击的研究

根据冻土的性质,进行了冻土层的钻削过程和冲击过程的理论分析,讨论了钎具的排粉问题,结合实践,提出了对于不同的冻土,采用不同的钻眼设备,可提高钻凿冻土的速度.     

Monitoring of frozen soil hydrology in macro-scale in the Qinghai-Xizang Plateau

Monitoring of frozen soil hydrology in macro-scale was performed by Chinese and Japanese scientists from 1997 to 1998. Quality measured data were obtained. Measured data on soil moisture and temperature are preliminarily analyzed. Based on profiles of soil temperature and moisture in individual measured sites, intra-annual freezing and melting process of soil is discussed. Maximum frozen and thawed depths and frozen days in various depths are estimated. The work emphasized the spatial distribution on soil temperature and moisture in macro-scale and the effect of topography on conditions of soil water and heat.