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盾构地中对接冻结加固模型试验(Ⅱ)——冻结过程中地层的冻胀效应研究 被引量:12
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作者 石荣剑 陈斌 +2 位作者 岳丰田 张勇 陆路 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期2639-2646,共8页
盾构地中对接冻结加固过程中形成不规则形状的冻结体,产生的冻胀效应会引起上部地层产生不均匀冻胀变形。为了获得冻结过程中冻胀效应对上部地层变形的影响规律,以上海地区软土地层中盾构地中对接冻结工程为原型,按照相似理论,设计进行... 盾构地中对接冻结加固过程中形成不规则形状的冻结体,产生的冻胀效应会引起上部地层产生不均匀冻胀变形。为了获得冻结过程中冻胀效应对上部地层变形的影响规律,以上海地区软土地层中盾构地中对接冻结工程为原型,按照相似理论,设计进行了盾构对接位置地层冻结加固的模型试验,获得了如下结论:冻结过程中,冻胀引起上部地层的变形量随着冻结壁厚度的增长而线性增大,当冻结壁发展超过测点位置后,相应位置的地层变形不再变化。冻结产生的冻胀力对上部地层有压缩作用,随着地层内测点埋深的增加,地层变形量和地层平均应变都逐渐增大。当冻胀力超过土层的黏聚力后,上部土层的滑动使地层平均应变不再增加,地层不再被压缩,下部地层的变形会直接传递到上部地层。研究结果表明,影响冻结加固体上部地层变形量的主要因素是冻结壁的厚度,次要因素是地层的埋深。 展开更多
关键词 人工冻结 冻胀效应 盾构对接 地层压缩 模型试验
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寒区隧道衬砌刚度分布对冻胀压力的影响 被引量:4
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作者 邓刚 王建宇 郑金龙 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期716-720,共5页
为保证衬砌结构具有合理的安全度,考虑冻胀水体、衬砌和围岩之间的共同作用特征,提出了约束冻胀模型和冻胀压力的理论计算式,并采用考虑围岩抗力的荷载-结构模型求解衬砌刚度分布.在此基础上,以结构安全度为度量指标,探讨了冻胀压力与... 为保证衬砌结构具有合理的安全度,考虑冻胀水体、衬砌和围岩之间的共同作用特征,提出了约束冻胀模型和冻胀压力的理论计算式,并采用考虑围岩抗力的荷载-结构模型求解衬砌刚度分布.在此基础上,以结构安全度为度量指标,探讨了冻胀压力与衬砌刚度之间的关系.结果表明:等厚衬砌断面结构刚度在拱顶及仰拱中部较小,边墙部位较大;增大衬砌厚度使衬砌刚度增大,导致冻胀压力增大,同时也提高了衬砌承载能力;增大衬砌厚度导致的冻胀压力增大不如衬砌承载能力的提高显著,因此,增大衬砌厚度是提高衬砌抗冻能力的有效措施. 展开更多
关键词 隧道工程 衬砌刚度 冻胀压力 约束冻胀模型 荷载-结构模型 结构安全度
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浅覆土下矩形冻结加固的模型试验研究 被引量:9
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作者 商厚胜 岳丰田 石荣剑 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S2期149-155,161,共8页
为获得浅覆土下矩形冻结加固体的温度场分布及冻胀变形规律,以广州地铁6号线穿越3号线的冻结工程为原型,根据相似理论,设计进行了水平冻结的模型试验。结果表明,在地表散热的影响下浅埋冻结工程中紧邻地表的冻结区域降温速度较慢,形成... 为获得浅覆土下矩形冻结加固体的温度场分布及冻胀变形规律,以广州地铁6号线穿越3号线的冻结工程为原型,根据相似理论,设计进行了水平冻结的模型试验。结果表明,在地表散热的影响下浅埋冻结工程中紧邻地表的冻结区域降温速度较慢,形成的冻结壁是整个加固体的薄弱环节;冻结过程中冻结壁向内发展较快,其平均发展速度是向外发展速度的1.5倍左右;形成封闭的冻结壁前,采用较高的盐水温度进行冻结,可有效地控制土体的冻胀变形,冻结壁封闭后,降低盐水温度,冻胀变形会明显增加;冻胀过程中产生的冻胀力对上部土层有压密作用,使土层的冻胀变形随着埋深的变浅而减小;对于浅埋矩形地下冻结工程,上部覆土和冻结加固体之间相互影响作用明显,上部土层的散热会影响冻结加固体内温度场的分布规律,而下部冻土的冻胀作用也会压密上部土层。 展开更多
关键词 人工冻结 温度场 冻胀变形 浅覆土 模型试验
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路基冻胀对CRTSⅢ型板式无砟轨道受力和变形的影响研究 被引量:6
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作者 徐新玉 崔建荣 《铁道标准设计》 北大核心 2020年第11期36-39,85,共5页
为研究严寒地区高速铁路路基冻胀对CRTSⅢ型板式无砟轨道的影响,建立CRTSⅢ型板式无砟轨道-路基空间耦合有限元模型,分析路基冻胀位置、冻胀波长和幅值对CRTSⅢ型板式无砟轨道受力和变形的影响。结果表明:路基冻胀作用位置对轨道结构的... 为研究严寒地区高速铁路路基冻胀对CRTSⅢ型板式无砟轨道的影响,建立CRTSⅢ型板式无砟轨道-路基空间耦合有限元模型,分析路基冻胀位置、冻胀波长和幅值对CRTSⅢ型板式无砟轨道受力和变形的影响。结果表明:路基冻胀作用位置对轨道结构的受力和变形影响较大,路基冻胀发生在底座板板中时层间离缝和轨道受力最大;轨道结构各层的位移、层间离缝和受力均随路基冻胀幅值的增大而增大,随路基冻胀波长的增大而减小;路基冻胀幅值限值随路基冻胀波长的增大而增大;综合考虑底座板与路基基床表层的层间离缝和底座板混凝土允许拉应力限值,当路基冻胀波长为20 m时,建议冻胀幅值应小于10 mm。 展开更多
关键词 无砟轨道 路基冻胀 有限元模型 受力 变形 高速铁路
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混凝土大坝冻胀变形统计分析模型研究 被引量:4
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作者 张进平 卢正超 +2 位作者 黎利兵 赵春 李素梅 《大坝与安全》 2007年第4期28-32,共5页
通过对混凝土大坝冻胀变形机制的分析,本文对冻胀变形统计分析模型的冰冻因子的构成进行了改进,采用了定周期、定初始角的周期函数因子和气温滞后作用因子等两类因子构成冻胀变形的因子集。对丰满大坝坝顶廊道真空激光准直典型位移测值... 通过对混凝土大坝冻胀变形机制的分析,本文对冻胀变形统计分析模型的冰冻因子的构成进行了改进,采用了定周期、定初始角的周期函数因子和气温滞后作用因子等两类因子构成冻胀变形的因子集。对丰满大坝坝顶廊道真空激光准直典型位移测值的模型分析表明,改进的统计模型具有以下特点:(1)拟合效果优于或接近传统模型;(2)模型的物理意义更为明确合理,可以较好地解释历年"双峰"现象。温度分量仅反映传统意义上的简谐温度场变化所产生的结构变形,温度分量的变幅及相位可以正常地得到反映;(3)可以对季节性冻胀的影响进行直接分析,对变化量值进行一定的估计;(4)与传统模型相比,冻胀模型回归结果中的水位分量、时效分量相差不大。从资料分析的角度来看,增加"冻胀因子"并未使问题复杂化。总体来看,本文所建立模型方法是有效的。对于冻胀问题较为严重的混凝土大坝如丰满,有必要采用考虑冻胀因子的模型进行分析,以了解及评价冻胀对变形性态的影响,对大坝老化评估也是很有意义的。 展开更多
关键词 混凝土坝 冻胀变形 统计模型 冰冻因子 老化评估
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冻胀过程管土相互作用规律及受力特征 被引量:3
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作者 黄龙 盛煜 +3 位作者 吴吉春 黄旭斌 何彬彬 张玺彦 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1022-1036,共15页
为研究冻胀过程中管-土之间的相互作用规律及受力特征,以不锈钢管及冻胀敏感性粉质黏土为材料,在没有外界水源补充的小型环境模型试验机中进行试验。首先,黏贴电阻应变片于管道上,并将管道及其支架放置于敞口保温箱内;其次,填装土样并... 为研究冻胀过程中管-土之间的相互作用规律及受力特征,以不锈钢管及冻胀敏感性粉质黏土为材料,在没有外界水源补充的小型环境模型试验机中进行试验。首先,黏贴电阻应变片于管道上,并将管道及其支架放置于敞口保温箱内;其次,填装土样并同步在每个测点布置温度、水分和土压力传感器;最后,在试验过程中实时监测土体的温度、含水率、土压力、冻胀量及管道的变形和应力等变量,主要分析与讨论降温阶段即持续70 h的冻胀阶段所采集数据。研究结果表明:冻胀过程中管道抑制土体冻胀的实质是抑制土体的水分迁移;管土之间相互协调发展且始终保持着动态平衡,冻胀导致管道发生变形的同时管道又约束着土体的冻胀,冻胀受约束而产生土压力;管道变形以及与管道的距离决定管道对土体冻胀的约束程度;管道变形越小,约束率越大,土压力越大,水分迁移量越小,冻胀越小;而同一时刻管轴线两侧土体的冻胀明显比管底土体的大,且距离管道越远的位置,约束率越小,土压力越小,水分迁移量越大,冻胀越大;土压力随着时间而增大,与约束率呈指数增大的关系,但与冻胀呈指数衰减的关系;冻胀引起管道产生轴向及环向应力,轴向最不利应力分布位置为管中4/8处;环向应力的存在说明管道发生截面变形,在较大的冻胀力或外荷载作用在管道上时,环向应力的影响不可忽视。 展开更多
关键词 冻胀 管道 变形 约束 相互作用
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Pasternak冻土地基梯形渠道冻胀变形与内力计算
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作者 肖旻 王正中 +3 位作者 吴浪 杨晓松 崔浩 葛建锐 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2023年第7期104-109,124,共7页
为克服现有Winkler模型未考虑渠基冻土连续性的不足,引入Pasternak剪切层描述独立土弹簧间的相互作用,进而提出Pasternak冻土地基上梯形渠道冻胀力学分析方法。对基土均匀冻胀且无顶盖板约束的梯形渠道导出接触面法向应力、衬砌板冻胀... 为克服现有Winkler模型未考虑渠基冻土连续性的不足,引入Pasternak剪切层描述独立土弹簧间的相互作用,进而提出Pasternak冻土地基上梯形渠道冻胀力学分析方法。对基土均匀冻胀且无顶盖板约束的梯形渠道导出接触面法向应力、衬砌板冻胀位移及截面内力分布的解析式。以甘肃省某梯形渠道为例,应用本文模型和Winkler模型计算各衬砌板冻胀位移分布及接触面法向应力分布,并结合观测值进行了对比。结果表明:本文模型计算结果与观测值符合良好,且相比Winkler模型计算结果更接近观测值,能更加准确地反映衬砌冻胀位移分布规律,表明模型合理性。该模型能较好地体现法向冻胀力随衬砌冻胀变形的释放与衰减;法向冻胀力作用于坡板中下部且呈非线性、差异分布;中上部有脱开、翘起趋势而受法向冻结力作用;底板则只受法向冻胀力作用。研究结果可为梯形渠道抗冻胀设计提供参考。 展开更多
关键词 冻土工程 衬砌渠道 冻胀变形 力学模型 PASTERNAK地基
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硫酸(亚硫酸)盐渍土盐-冻胀变形预报模型及与原位观测对比研究 被引量:2
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作者 王洪葵 王俊臣 李劲松 《东北水利水电》 2009年第8期1-3,共3页
利用天山北麓水磨河流域细土平原区硫酸(亚硫酸)盐渍土无荷载和有荷载条件下多次冻融盐-冻胀变形试验研究成果,采用单向分层总和法和积分法建立了硫酸(亚硫酸)盐渍土盐-冻胀变形预报模型,并利用原位观测分析验证模型的可靠性,提出了建... 利用天山北麓水磨河流域细土平原区硫酸(亚硫酸)盐渍土无荷载和有荷载条件下多次冻融盐-冻胀变形试验研究成果,采用单向分层总和法和积分法建立了硫酸(亚硫酸)盐渍土盐-冻胀变形预报模型,并利用原位观测分析验证模型的可靠性,提出了建立地温观测体系和建立盐-冻胀变形试验标准的建议。 展开更多
关键词 盐溃土 盐-冻胀变形 计算模型 原住观测
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