冻土融沉对路面结构力学响应的影响

为研究冻土融沉规律及其对沥青路面结构的影响,结合青藏高原地区实测温度数据,运用数值模拟技术研究多年冻土地区路基温度场变化特性,分析特定温度场条件下冻土路基融沉规律,再以该融沉曲线为路面结构的位移边界,计算了路面结构的融沉附加应力,并与无融沉时的结构响应进行了比较。研究结果表明:冻土路基从表面逐渐向内融化,当外界温度较低时,路基土内部还存在冻土核,当外界温度足够高时,则路基土内部可能全部融化;当融深较大时,固结沉降较大,反之则较小;冻土路基融沉变形曲线近似于抛物线形状,回归建立了路基融沉变形公式,而在此位移边界条件下,路面结构产生附加应力,会对结构产生不利影响。     

隧道滑塌原因分析及综合治理一例

在施工中,常遇到了塌方、滑坡等难题,我们从环境影响、施工控制等方面入手,理论分析塌方、滑坡原因,并提出切实可行的综合治理办法,取得了很好的效果。     

大兴安岭西坡多年冻土地温变化模拟

多年冻土作为大兴安岭西坡的重要组成部分,其变化发展深刻地影响着该地区的工程经济建设和生态环境建设.为进一步了解大兴安岭西坡多年冻土区的地温变化情况,基于地温波动理论,利用Origin软件对根河、伊图里河和满归3个地温监测站的多年冻土地温进行非线性拟合,建立相应的地温曲线拟合模型对当地多年冻土地温进行模拟研究.研究结果表...     

热融滑坍边坡病害成因分析及治理措施

在我国高原地区，有多条公路穿越于多年冻土区域，由于冻土地区特殊的气候和地质环境，路线穿越的地区不同，所引起的线路病害成因也不尽相同。以国道G227线K219＋000～＋200段边坡病害成因为例做了分析和研究，并且提出了相应的治理措施。     

青藏公路沿线多年冻土活动层地温变化规律及影响因素研究

为探究青藏公路沿线多年冻土活动层地温变化规律与影响因素,本文选取青藏公路沿线2个代表性地区(西大滩、五道梁)2013—2022年多年冻土活动层地温及气象数据,对多年冻土活动层地温的时空变化规律和4个主要影响因素(气温、比湿度、降水量、表层40 cm土壤含水量)展开研究。结果显示：青藏公路沿线多年冻土活动层地温在空间特征上表现为活动层地温波动幅度随着土壤深度的加深逐渐趋于平稳;在时间特征上表现为随着土壤深度的加深,气温对活动层地温产生的滞后天数逐渐增加。4个主要影响因素对多年冻土活动层地温影响的顺序为气温>比湿度>降水量>表层40 cm土壤含水量,其中气温与比湿度对浅层活动层地温的贡献率最大,表层40 cm土壤含水量贡献率最小。该结果可为青藏公路的病害分析和防治对策研究提供科学依据。     

青藏高原多年冻土区典型小流域径流水化学特征

基于2008年6月风火山小流域五个径流控制断面水样分析结果,综合运用描述性统计、相关性分析、Gibbs图和主成分分析方法,对主要可溶无机离子的质量浓度特征及其成因进行分析。结果表明:阳离子以Na~+,Ca~(2+)为主,阴离子以SO_4~(2-)为主,且各断面大部分离子质量浓度日变化特征为单峰型;浅层土壤中水分运移携带的离子质量浓度高,对河水总溶解性固体(TDS)含量贡献最大;岩石风化作用和蒸发浓缩作用对风火山小流域水化学变化起主要作用;研究流域蒸发盐岩风化作用最强烈,其次为碳酸盐岩的溶解;初步分析认为河水离子质量浓度较高的原因是受蒸发浓缩作用、土壤冻结融化作用和径流活跃期时间短等共同影响的结果。     

基于水-热-力耦合作用的冻土区CRCP路面应力特性

为了研究多年冻土区地基融沉效应对路面结构应力状态的影响,基于水-热-力耦合作用理论,利用COMSOL有限元软件建立了冻土区连续配筋混凝土路面(CRCP)有限元模型,研究了基层与底基层材料参数、面板厚度与模量、配筋率对CRCP路面结构组合应力的影响,提出了适用于多年冻土区CRCP路面的合理结构形式.结果表明,地基融沉效应对于CRCP路面结构应力影响显著.融沉效应和车辆荷载耦合作用下,板内最大主应力随时间推移逐渐变大.板内最大主应力随面板、基层和底基层的厚度增加而减小,随各层模量的增加而增大,但配筋率的变化对其无影响.考虑融沉效应时,CRCP路面板+水泥稳定碎石+石灰土的路面结构较适宜于多年冻土区,可为多年冻土地区CRCP路面结构设计提供参考.     

青藏铁路保温板热棒复合结构路基保护冻土效果数值分析

根据带相变热传导有限元方法,对普通路基、含保温板路基、热棒路基和保温板热棒复合结构路基在未来50年青藏铁路沿线气温上升2.0℃情况下的温度场进行了预报分析和比较.计算结果表明,在年平均气温为-3.5℃或地表年平均温度为-1℃的地区,在青藏铁路50年的使用期内,普通路基、含保温板路基和热棒路基在气温升高条件下路基下伏、冻土都将发生融化,路基将会产生较大融沉变形,不能保证青藏铁路路基的稳定性.而保温板热棒复式结构充分利用了保温板和热棒两种措施的优点,可以更好的提高保护冻土的效率.     

多年冻土工程扰动区植被快速扩繁移植对浅层水热变化的影响

在青海?西藏±400 kV直流联网工程穿越的五道梁多年冻土塔基施工扰动区,采用植被快速扩繁移植技术对植被进行了移植并对移植后群落特征变化和浅层土壤的水热变化进行了研究.结果表明：塔基施工扰动区土壤养分流失严重,给施工后的植被恢复造成很大困难.采用植被快速扩繁移植技术对扰动区进行植被恢复后,扰动区多年冻土温度场能在短时间内趋于稳定,有利于塔基基础的稳定.同时,快速扩繁移植两年后植物群落盖度为(92.00±5.53)%,群落地上生物量和地下生物量分别达到2471.08±186.73 g/m2,7028.61±382.43 g/m2.可见,扩繁移植后人工植物群落特征表现出对多年冻土扰动区高寒干旱地区气候和土壤环境具有较好的适应性.只要采用高原乡土植物种类并采取相应的植被恢复技术措施,青藏高原多年冻土扰动区的植被快速恢复是可行的.     

浅析黄土地区高路堑边坡滑塌成因及防治方法

本论述结合某高速公路高路堑边坡滑塌实例,简析了黄土高路堑边坡滑塌的成因,并根据实际的地形、地质条件、岩土体性质提出相应的处治方法。     

浅谈沥青混凝土路面面层滑移裂缝产生的原因及控制措施

分析了沥青混凝土路面面层产生滑移裂缝现象的原因,提出了在施工中应采取的控制措施。     

Analysis on Ground Temperature Changes and Thermal Effects of Duct-Ventilated Embankment of the Qinghai-Tibet Railway

1Preface TheStatekeyproject Ge’ermu LhasaSection ofQinghai TibetRailwayhasadistanceof550km runningoncontinuouspermafrostregions.Within thispart,permafrosthasthemostsignificant impactonthestabilityoftheroadbed.Thedouble effectsofglobalwarmingandtheconstructionof therailwaywillmakethepermafrostdegrade,causingthedesigningandconstructionofthe roadbedextremelydifficult[1].Thenaturalthermal regimesofpermafrostandgroundiceareimportant factorsthatwillaffectthestabilityofroadbed.Theselectionofroad…     

青藏铁路清水河段拼装式涵洞地温与沉降变形的变化规律

根据对青藏铁路清水河段拼装式涵洞工程监测的地（气）温及沉降累积变形数据结果，运用Excel进行整理、分析总结归纳出：在多年冻土区由于涵洞工程的修建，打破了原天然外界环境下冻土的热状况，引起涵洞基底下不同深度土体所受到的外界影响呈现出差异性；通过对涵洞基底土体地温和沉降变形年波动变化的分析，结果表明，在一个冻融循环期间涵洞冻胀抬升变形总值是低于融化下沉变形的；在经过一个冻融循环期后，涵洞从整体上呈现了一个逐渐下沉的趋势；由于各测孔沉降变形的不均匀性，将会导致涵洞工程在运营过程中出现一些病害。     

钢筋混凝土低温下粘结和滑移的数值分析

本文利用DIANA有限单元软件包对低温下钢筋与混凝土之间的粘结应力和滑移关系进行数值分析。一个新的计算模型在这里被深入研究。与低温下相同试件拉拔实验的结果比较,数值分析的预见性在这里得到充分的体现。因此,本文提出的数值分析方法是非常有效的。     

热力交互作用下冻土路基融化沉降分析

基于大变形融化固结理论建立了多路基结构相互作用融化沉降数值模拟平台,并研究了公路和铁路路基不同相邻间距条件下的融化沉降规律.通过分析计算结果表明,过近的路基相邻间距会加速下覆冻土层的融化.随着相邻间距的增加,两种路基间热学场的影响将逐渐减弱.对于相邻间距较近的情况,路基变形场相对于路基中心的不对称性随时间持续增大.随着路基相邻间距的增大,变形场的不对称性发展逐渐减弱.根据本文的计算算例,当两种路基间距大于20m时,不同路基间的热学和力学场之间将不会产生显著的相互叠加影响.因此,建议在多年冻土区构筑物密集修建地区,构筑物间的安全修筑距离应大于20m.     

炸药近地爆炸的数值模拟及影响参数的分析

应用ANSYS/LS-DYNA有限元程序建模,在验证模型及参数选取正确可靠的基础上,研究了地面材料、炸药高度、空气域形状以及炸药当量等参数对马赫波超压的影响.结果表明:对于非近距离的爆炸,不同地面上的马赫波超压峰值相差不大,可简化为刚性地面;建模宜选择刚性壳体地面以及长方体空气域;与经验公式相比,数值模拟的马赫波超压峰值误差随着炸药当量的增大而减小,随着炸药高度的减小而增大.     

超声速气动减速器的流场和温度场数值分析

利用有限体积法求解Navier-Stokes方程,数值模拟了配有3种不同长度仪器舱的充气式气动减速装置在超声速下的流场和温度场,并与风洞试验结果进行了比较. 研究结果表明：数值模拟得到的轴向力系数与风洞实验结果吻合很好,最大误差约5%;仪器舱的长短对激波结构和温度的分布有一定影响;在0~15°攻角范围内,锥形充气减速器对短仪器舱起到了很好的防热作用.     

简谐变温场温度应力的数值计算和实验研究

编制了一整套结构温度场（包括简谐变温场）及应力场的有限单元法程序，并研制自控强制变温设备（ＡＴＣＭ仪），用ＡＴＣＭ仪配合光弹性实验可以得到简谐变温场及其温度应力。作为简例．本文用电算和实验研究了受简谐变温场作用的矩形板的温度应力，并与理论解作了定量比较，结果表明，三者吻合良好。     

Numerical Analysis for Temperature Characteristics of Open Boundary Crushed-rock Embankment on Qinghai-Tibet Railway

At present, in order to protect the stability of permafrost beneath embankment, the crushed-rock embankment, as a new type of embankment structure, has widely been used in the construction of Qinghai- Tibet Railway. Its crushed-rock layer is almost open in tow bilateral boundaries and closed at top and bottom, and air can flow into/out of the ballast layer and crushed-rock layer. Therefore, the convection and transfer heat patterns are very complicated in the ballast layer and crushed-rock layer of the embankment, which are regarded as porous media. In this paper, based on the wind, temperature and geology conditions of Qinghai- Tibet Plateau, a numerical approach of the unsteady two-dimensional continuity, momentum （non-Darcy flow） and energy equations of heat convection for incompressible fluid in porous media is provide to analyse the velocity and temperature characteristics of the crushed-rock embankment with different embankment heights under open boundary condition for the coming 50 years. The calculated results indicate that, due to the influence of the external wind, the convective heat transfer mainly relies on the forced convection in the open crushed-rock emban kment. Even if the air temperature will be wanned up by 2.6℃ in the coming 50 years, it still has a better cooling effect on the underlying soils and a low temperature frozen-soil core is formed in the permafrost below it if the embankment is constructed in the regions whose present mean annual air temperature is - 4.0℃. Furthermore, the cooling effect of high crushed-rock embankment is better than that of low embankment. This results from the fact that the wider bottom of high emban kment has a more influence dimension on the underlying frozen soil. However, cardinal winds on Qinghai-Tibet Plateau disturb its convection pattern, so that an asymmetric temperature distribution occurs under high embankment and it is possible to induce a transverse uneven deformation of emban kment, but no similar situation occurs under low embankment. This asymmetric temperature field problem should be considered when crushed-rock emban kment is designed and constructed.     

弱胶结地层巷道地应力数值反演

在鲁新煤矿巷道断面实测相对收敛位移的基础上，采用弹性位移反分析方法对该巷道围岩的初始应力和围岩参数进行数值反演。利用反演结果进行数值模拟计算，并将所得测点间的相对位移和实测结果进行对比，两者之间吻合较好，说明采用位移反演法进行地应力还原是可行的。根据数值模拟结果和实地现场观测对该矿区在软岩巷道开挖后出现巷道围岩收敛位移大、底鼓、对砌开裂和锚杆受力效果不好等现象的原因进行分析，并对巷道的支护设计和施工给出建议。