冻胀

摘要： 针对当前寒区高速铁路路基保温防冻胀材料(EPS板、XPS板、PU板等)耐久性差及局部保温措施效果不佳的不足,提出一种掺加粉砂的粉煤灰-水泥基泡沫混凝土作为路基保温型高强材料,将其施作在高速铁路路基基床表层及两侧边坡之上,形成一种新型的寒区高铁全断面保温路基结构。首先,以掺量比例为试验变量,采用冻融耐久性试验、抗压试验、抗折试验、导热系数测定试验等手段,综合分析泡沫混凝土的物理、力学性能的变化规律,得到性能最佳的掺量配合比;在此基础上,利用有限元仿真分析全断面保温路基结构的抗冻胀效果。结果表明:新型泡沫混凝土的最优掺量配合比为水泥含量40%、粉煤灰含量50%、粉砂含量10%;新型保温路基结构采用在基床表层全断面铺设10 cm厚最佳性能泡沫混凝土保温强化层、在边坡两侧增设50 cm厚细粒土包层的方案时,可以获得显著的保温隔热效果,有效抑制路基的冻胀。

摘要： 以喀什噶尔河灌区阿瓦提干渠为例,在渠道衬砌结构冻胀力学模型的基础上,充分考虑法向冻胀力及切向冻胀力等的综合作用,将其梯形渠道衬砌结构断裂问题简化为Ⅰ(张拉型)+Ⅱ(剪切型)复合型裂纹扩张问题,并提出对于引水干渠梯形渠道衬砌结构具有普遍适用性的冻胀断裂力学破坏准则,进而对阿瓦提干渠渠坡及渠底衬砌结构冻胀断裂力学模型进行设计,对其渠坡及渠底衬砌板厚度进行计算。分析表明,文章所提出的新疆冻土区灌区引水干渠梯形渠道衬砌结构冻胀破坏力学模型及衬砌板厚度的计算方法符合工程实际,且简单有效,值得推广应用。

摘要： 为揭示深季节冻土区高速铁路抗冻胀基床结构的效果和稳定性,确保高速列车在冬季的安全运营,以我国深季节冻土区高速铁路典型抗冻胀基床结构为研究对象,通过现场试验和理论分析相结合的方法,研究深季节冻土区抗冻胀基床结构水热力学行为演变的内在机理,分析深季节冻土区高铁路基工程温度场非对称的一般特征,讨论影响寒区路基工程阴阳坡效应的关键因素。研究结果表明:1)季节冻融层和非冻结层的地温和横向温差随时间推移均呈现正弦规律变化。2)当基床表层和底层温度接近0°C时,对应土层内的未冻水含量迅速减小或增加。3)冻胀主要发生在冻结初期和冻融交替期。同时,融沉的结束时间滞后于冻结层的消失时间。4)不同深度处阴阳肩的温差在全年均大于0°C,影响寒区路基工程阴阳坡效应的主要因素是线路走向和主风向。综上所述,建议深季节冻土区的高速列车在冻结初期和冻融交替期减速行驶。同时,为减弱路基阴阳坡效应引起的横向非均匀变形,路基两侧应采取非对称设计的原则。

摘要： 为了探讨预制“搭扣”拼装式渠基混凝土板的受力和破坏情况,本文基于传统对接法水渠混凝土板受力分析模型,通过合理假定与简化并运用力学基本原理提出了“搭扣”拼装式渠基混凝土板的力学模型,推导得出渠坡以及渠底衬砌板的最大弯矩计算公式,只要根据有关规范或试验确定最大冻胀力和最大冻结力,则混凝土预制板的内力即可求解。

摘要： 针对黏性土冻胀性分级指标单一、界限值大,无法反映冻胀影响因素间不确定性的问题,本文在基于可拓云模型在不确定性方面的优点,结合熵值客观赋权方法提出了以取样深度、含水率、干密度、孔隙比和超塑含水率为评价指标的可拓云综合评价模型.该模型可根据实测数据与冻胀风险等级的随机性处理离散化问题,真实反映指标间的模糊性、随机性以及不确定性关系,准确评价黏性土冻胀等级,通过工程案例对该模型的有效性进行了验证.研究结果表明,基于熵值法的可拓云综合评价模型在黏性土冻胀风险评价中的应用是有效的、可行的.

摘要： KEWZK水电站渠道基础是典型的湿陷性黄土且具有冻胀的可能性。通过方案分析,采取坡积物渠段采用原土翻夯处理,黄土段采用“垫层法+翻夯法”对湿陷性黄土进行处理,通过冻胀分析,护坡下砂砾石防冻垫层的置换厚度约50cm可满足防冻要求。

摘要： 由于季节性冻土对温度的敏感性和不稳定性,给铁路的正常运营与安全带来极大威胁。研究以应力释放孔为基础展开,通过室内自上而下的单向冻结试验的方法研究了应力释放孔缓解季节性冻土地区路基冻害的有效性和可行性,提出了一种缓解季冻区路基填料冻胀的措施。研究在开放补水条件下共进行了7组室内单向冻结试验,探究了72 h内4%孔洞率的饱和土样在应力释放孔填充工程材料条件下的冻胀变形效果。

摘要： 受冬冻和春融的影响,我国西北高寒地区渠道的冻胀问题比较突出,如何解决渠道的冻胀问题显得尤为重要。本文阐述了渠道的冻胀机理和冻胀造成的破坏,并列举了我国目前主要的防冻胀措施,为后期渠道防冻胀技术的改进提供一定的理论依据。

摘要： 利用自主研制的土体冻融循环剪切试验仪,开展了温度和含水率影响下的青藏高原土体力学特性正交试验,从压缩特性、冻结和冻胀、剪切特性3个方面对土体进行分析。结果表明:土样压缩过程的法向位移随含水率的增大而增加,压缩量与法向应力关系可用双曲线模型进行描述。不同含水率的土体从0°C降至−12°C过程中均产生了土体冻结现象,含水率12%的土体发生冻胀时的温度集中在−3~−2°C范围内。温度越低,土体的应力软化特性越明显,且峰值剪切应力和残余剪切应力越大,土体在最佳含水率附近时峰值剪切应力最大。−12°C土体的法向位移变化规律在不同试验条件下均表现出剪胀特性,而12°C和0°C土体随着含水率的增加由胀缩特性并逐渐变化至完全以剪缩特性为主。内摩擦角随含水率和温度的增大而减小,黏聚力随温度的升高而减小,在最佳含水率附近最大。

摘要： 冻土区管道工程建设面临冻土工程特性及相关地质问题的严重挑战,开展管道-冻土相互作用研究对于解决管道稳定性问题具有重要的实际指导意义。综述国内外输油管道-冻土热力相互作用研究进展发现,目前研究集中在特定(定值或周期变化)油温下管周土温度场的定量描述以及差异冻胀/融沉下交界面处管道力学响应规律的解耦分析,缺乏完整时空序列的现场综合观测与管土界面特性及其动态演化研究。对管道防融沉措施进行归纳总结发现,各措施应用效果缺乏管道应力与变形数据的有效支持。应加强管道本身与管道沿线次生冻融灾害监测及相关数据获取,以此为校验开展管土界面特性及演化规律的系统研究,以便构建更为合理的管土接触面单元模型,将其和具有普适性的冻土模型相结合,植入有限元软件提高管土相互作用模型计算可靠性,并建议立足管道变形角度对防融沉措施的工程应用效果予以综合评价。

摘要： 本文根据变电站构筑物基础类型、结构形式、受力特点以及东北地区的环境要求、以往工程经验，并结合规范要求，对变电站内建构筑物基础的防冻胀提出了合理、经济、可行的设计方案。

摘要： 土的密度、含水量是影响多年冻土融沉(冻胀)的重要因素.本文结合青藏铁路两处典型试验段,通过室内试验探讨和研究了两种土质在不同密实度(或干密度)和不同含水量条件下的融沉(冻胀)性质,探讨了融沉系数与干密度和含水量的关系及表达式,对于进一步认识密实度和含水量与融沉(冻胀)的关系提供了一些参考.

摘要： 在高寒地区,水工建筑物的冻胀是一个较为普遍的现象,在位移观测中,表现为坝顶位移观测过程呈"双峰"现象,这是温度升降引起的热胀冷缩与冻胀融缩联合作用的结果.由于物理过程复杂,混凝土结构的冻胀未见用数值方法进行模拟的.本文研究了考虑水-冰相变的温度场的计算方法,通过有限元仿真分析的方法对高寒地区混凝土结构进行冻胀模拟,所得计算结果与实验值、观测值验证良好.

摘要： 本文针对季节冻土区水工建筑物冻胀基础在采取保温板进行保温处理后,通过试验工程对保温基土进行了两个冬季的观测及对保温基础温度场的变化分析研究,阐述了采取保温措施处理的基础可提高基土的温度,能确保基础温度场的稳定.并可减轻或消除基础土体的冻胀变形,有助于维护基础上水工建筑物的整体稳定.

摘要： 根据青海省防治衬砌渠道冻胀破坏的实践经验和研究成果，分析了季节性冻土地区渠道冻胀的基奉特征，提出了防治衬砌渠道冻胀破坏的一系列措施。PTN新型渠道接缝材料：粘结抗拉强度；断裂伸长率；水质；工程应用

摘要： 太原市美术馆及附属平台工程，结构施工面积大，大部分框梁(共计78根)集中线荷载大于20 kN/m，集中线荷载主要有28 kN/m、31.87 5kN/m、42.66 kN/m、27.63kN/m等。最大集中线荷载42.66 kN/m，跨度大于10.80 m，支撑高度大于5.0 m。属高大模架体系;并且顶板高低错层，构造复杂;另外结构全部在冬施期间完成的。通过对整体模板方案的充分把握，特殊部位模板的々项设计，支撑下方回填土冻胀的莺点防范，安全、保质的完成了整体结构施工,也为高大模架支撑体系在冬期施工积累了大量经验，具有一定的推广价值。

摘要： 为解决明挖隧道施工而造成城市交通阻碍、管线改移等难题，采用水平冻结加固土体然后进行暗挖法施工，施工中要严格控制过程中各种技术参数，有效控制冻胀和融沉，确保施工安全。

摘要： 润扬长江公路大桥是目前国内跨度最长的悬索桥,它的锚定基础也是目前国内最大的.其南锚定基础深基坑支护采用了钻孔灌注桩排桩加多道支撑挡土的排桩冻结法.介绍了对南锚碇基础基坑设计实施监测的全过程,得出了在冻结法中温度变化和冻胀力改变的规律.

摘要： 润扬长江公路大桥是目前国内跨度最长的悬索桥,它的锚碇基础也是目前国内最大的.南锚碇基础深基坑支护采用了钻孔灌注桩排桩加多道支撑挡土,2 m厚冻土薄壁隔水的新型设计和施工工艺,称为排桩冻结法.这种方法是国际首创,必然面临许多未知问题和挑战.其中主要是冻胀和冻胀力,开挖后产生的温度应力和锚体混凝土的设计等问题.通过一系列的研究和工程实测,得到了若干初步结论.

摘要： 某污水处理厂经十余年使用,2002年发现有1根柱有纵向裂缝,本文通过检测开裂柱的裂缝分布、施工质量和有限元计算,分析钢筋混凝土柱纵向开裂的原因.

摘要： 本发明公开了一种多加载模式的非饱和土冻胀仪及冻胀量测试方法，冻胀仪包括试样存放系统、荷载控制系统、湿度控制系统、温度控制系统和恒温箱；试样存放系统包括试样筒和温度盘，试样筒的底端设有进气口，温度盘内设空腔、腔底外设有隔水隔气膜、腔顶上设进液口和出液口，温度盘设置于试样筒的顶端内，试样筒置于恒温箱内；荷载控制系统包括反力架和荷载控制机构，荷载控制机构设置于反力架中，反力架立于恒温箱内，荷载控制机构设置于反力架中与温度盘相连；湿度控制系统与试样筒的进气口连通；温度控制系统的输出口与温度盘上的进液口连通、出口与温度盘上的出液口连通。可开展多加载模式的冻胀试验，也能实现气态水补给，诱发粗粒土冻胀。

摘要： 本发明公开了一种咸寒区渠基土保温防冻胀相变保温板及其保温防渗防冻胀方法，所述保温防冻胀相变保温板包括，相变保温防渗板、逆止毛管和混凝土板，相变保温防渗板与逆止毛管连通，混凝土板设置在相变保温防渗板上，相变保温防渗板排列设置多个格构，格构四侧壁设有连通孔，相变保温防渗板的四边设置有长挡板，将配置好盐溶液从注液口注入到相变保温防渗板内，经连通孔在格构间流动，形成相变层。逆止毛管插入土壤一端汲取土壤中多余的孔隙水，为相变层填充材料。相变层在气温和太阳辐射昼夜变化下很好的储热放热，保持土壤正温。且以当地农业废弃塑料重塑作为材料，具有柔性和防渗作用，并且塑料导热性能差有很好的保温隔热的效果。

摘要： 本发明公开一种多孔沥青混合料冻胀应力与冻胀应变测试装置及方法，包括测试台、滑移单元、应力测试单元和设置在沥青混合料试件上的应变片；所述测试台包含底板，所述底板的顶面相对的设置有两个侧板，所述底板和两个侧板呈U形设置，所述底板的顶面均匀设置有若干个所述滑移单元，两个所述侧板上均设置有若干个固定机构，所述固定机构用于将所述应力测试单元紧固在沥青混合料试件的侧面上；所述应力测试单元包含有压力传感器及与所述压力传感器相连接的侧面滑移单元；所述应变片、应力测试单元电性连接有转换器和显示仪器；本发明有着测试精准、同时测试冻胀应力与冻胀应变、操作简便的优点。

摘要： 本发明公开了一种非饱和粗粒土用冻胀测试装置及冻胀测试方法，其冻胀测试装置包括用于存放试样的保存组件、对保存组件内进行高温及低温双加载的温度控制系统、向保存组件内进行气态水补给的加湿器、用于采集试样表面气态水分凝成冰过程中形态变化的图像采集装置。本发明能够实现气态水补给从而诱发粗粒土冻胀，可以从微观角度进行研究，在继承传统冻胀仪优势的条件下，记录水蒸气在固定温度梯度条件下成冰过程中冰晶具体的形态变化，从微观上探究其冻胀机理，验证传统冻胀仪的冻胀结果，弥补传统冻胀仪无法监测冻胀过程的短板，具有高精度、操作简单、实用性强的优点。

摘要： 本发明公开了一种冻土冻胀实验装置以及测量冻土冻胀测量的方法，属于土木工程技术领域，现有的技术在对冻土进行冻胀实验测量时，由于传统的设备无法将采集的冻土粉碎，大多通过人工将冻土敲碎，由此导致冻土的冻胀测量实验较为麻烦，包括实验测量桶，实验测量桶的一面固定安装有入料斗，实验测量桶的外壁可拆卸有出料盖板，实验测量桶的外壁可拆卸有检修盖板；通过驱动第一转动杆转动，一个第一转动杆通过两个相互啮合的第一齿轮使两个第一转动杆同步反向转动，两个第一转动杆使两个粉碎辊同步反向转动，两个粉碎辊将实验冻土粉碎，并使粉碎的实验冻土掉落在筛料盘内，从而方便的实现了实验冻土的粉碎，进而有效的提高了后续冻土实验的便捷性。

摘要： 本发明公开了一种测控一体化闸门的防冻胀方法及防冻胀组件，在测控一体化闸门测箱顶部、侧面以及测箱与边墙之间对称设置防冻胀钢板，防冻胀钢板顶部留有缝隙，缝隙内设置弹簧，用于吸收冻土产生的冻胀力，测箱底部填充聚苯乙烯泡沫板，防冻胀钢板两侧底部用高强混凝土砂浆填充，防止聚苯乙烯泡沫板破坏，在两块防冻胀钢板中间留有锁孔，在防冻胀钢板与胸墙混凝土接触部位以及防冻胀钢板前部均设置橡胶垫圈，使防冻胀钢板与测箱之间形成密闭空腔，防止泥水进入钢板与测箱之间缝隙。

摘要： 本发明公开了一种多加载模式的非饱和土冻胀仪及冻胀量测试方法，冻胀仪包括试样存放系统、荷载控制系统、湿度控制系统、温度控制系统和恒温箱；试样存放系统包括试样筒和温度盘，试样筒的底端设有进气口，温度盘内设空腔、腔底外设有隔水隔气膜、腔顶上设进液口和出液口，温度盘设置于试样筒的顶端内，试样筒置于恒温箱内；荷载控制系统包括反力架和荷载控制机构，荷载控制机构设置于反力架中，反力架立于恒温箱内，荷载控制机构设置于反力架中与温度盘相连；湿度控制系统与试样筒的进气口连通；温度控制系统的输出口与温度盘上的进液口连通、出口与温度盘上的出液口连通。可开展多加载模式的冻胀试验，也能实现气态水补给，诱发粗粒土冻胀。

摘要： 本发明涉及一种隧道局部存水冻胀力计算方法、计算系统、存储介质、季冻区隧道衬砌冻胀设计方法，该方法根据积冰深度、围岩弹性抗力系数、冰体弹性抗力系数、衬砌弹性抗力系数、冰的冻胀率，能够方便的计算季冻区隧道局部存水冻胀力。本发明给出的一种隧道局部存水冻胀力计算方法、计算系统、存储介质、季冻区隧道衬砌冻胀设计方法，对于隧道工程施工和设计具有重要意义。

摘要： 本实用新型提供一种测量不同约束条件下冻胀应力的冻胀约束仪，包括低温控制系统，应力采集系统，温度采集系统，低温控制系统设有若干个刚性独立测试单元和有限约束独立测试单元，测试单元包括立方体冻融箱盒、应力测试元件、温度测试元件、螺旋套箍和数据导线，立方体冻融箱盒由六块钢板形成且顶面、底面和侧壁通过螺丝或固定鼻连接固定，温度测试元件经顶面插入立方体盒内，应力测试元件设置在侧壁上；温度测试元件、应力测试元件分别通过数据导线与外部温度采集设备和应力采集设备连接。本实用新型的有益效果是：仪器设备简单，操作方便。对于评价寒冷地区工程安全性及冻胀潜能的理论研究有着重要意义。

摘要： 本实用新型公开了一种季冻区“开敞体系”下渠道原型冻胀试验及抗冻胀破坏检验系统，由渠道衬砌层、渠基土、地下水补给体系和温度保障系统四个部分组成渠道模型，所述渠道衬砌层设置于渠基土之上，地下水补给体系由蓄水池、进水/排气管组成，蓄水池设置于渠基土之下，进水/排气管通入蓄水池内，温度保障系统由渠堤以上的上部封闭空间和土中保温隔热部件组成，所述上部封闭空间内配置制冷装置。本实用新型可用于有关季节冻土区的渠道冻胀破坏机理在原型渠道进行试验研究以及新的抗（防）冻胀破坏措施和方法在推广前的效果检验、各种措施和方法优劣及各种措施和方法的适用条件等多方面的试验研究。