正交各向异性冻土与建筑物相互作用的非线性有限元分析 被引量：64

1

作者 王正中 沙际德 +1 位作者 蒋允静 张长庆 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第3期55-60,共6页

将冻土与扩大墙基作为一个整体结构，将各向弹性模量及泊松比随温度、水分、应力变化的冻土视为正交各向异性的非线性材料；将冻土冻胀系数作为负线膨胀系数，按结构温度应力的计算方法，应用结构非线性分析的有限元法，对冻土与扩大墙... 将冻土与扩大墙基作为一个整体结构，将各向弹性模量及泊松比随温度、水分、应力变化的冻土视为正交各向异性的非线性材料；将冻土冻胀系数作为负线膨胀系数，按结构温度应力的计算方法，应用结构非线性分析的有限元法，对冻土与扩大墙基之间的相互作用进行数值计算，获得其应力场、位移场及冻土与扩大墙基之间的各种作用力；理论分析结果与模型试验吻合，提出了一种求解冻土与基础相互作用的通用数值分析方法，供生产设计参考应用。 展开更多

关键词 冻土 扩大墙基 非线性有限元法 结构分析 建筑物

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青藏高原多年冻土地区不良冻土现象对铁路建设的影响 被引量：31

2

作者 潘卫东 朱元林 +1 位作者 吴亚平 张鲁新 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期127-131,共5页

在青藏高原高海拔地区修建铁路将遇到大片多年冻土 .讨论青藏高原多年冻土的分布规律和不良冻土现象及其对青藏铁路修建的影响 。

关键词 青藏高原 多年冻土 不良冻土现象 青藏铁路 铁路建设 冻土分布规律 工程地质

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横观各向同性冻土弹性常数及强度预测 被引量：8

3

作者 王正中 牟声远 +3 位作者 牛永红 陈立杰 刘军 刘旭东 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第S01期475-480,共6页

在分析冻土形成过程及其组构前提下,从冻土细观结构特征出发,将冻土视为由冰层与干硬土层黏结组成的横观各向同性固体介质。根据复合材料力学理论,求出冻土各向同性面内及面外的弹性模量和泊松比;基于Tsai-Wu准则,预测了横观各向同性冻... 在分析冻土形成过程及其组构前提下,从冻土细观结构特征出发,将冻土视为由冰层与干硬土层黏结组成的横观各向同性固体介质。根据复合材料力学理论,求出冻土各向同性面内及面外的弹性模量和泊松比;基于Tsai-Wu准则,预测了横观各向同性冻土的强度。根据实验数据,分析了不同组分对冻土弹性常数及强度的影响。在工程应用中可根据环境温度及土质、系统有无水分补给、温降速度与冻结速率是否同步、冻土受力方向与冻结封面方向的具体情况选用即可,从而大幅降低室内外试验次数。为冻土工程数值计算奠定了基础,为进一步了解冻土力学特性提供了理论依据。 展开更多

关键词 横观各向同性 冻土 弹性模量 泊松比 强度准则

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冻土力学性质影响因素的显著性和交互作用研究 被引量：57

4

作者 李顺群 高凌霞 柴寿喜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期1173-1177,共5页

冻土的力学性质不仅依赖于含水率、温度、应变率、含盐量、围压等因素,也可能依赖于这些因素之间的交互作用。为进一步明确冻土强度、模量等力学指标与以上各因素的依存关系,根据既有试验资料和统计学原理,对冻土力学性质影响因素的显... 冻土的力学性质不仅依赖于含水率、温度、应变率、含盐量、围压等因素,也可能依赖于这些因素之间的交互作用。为进一步明确冻土强度、模量等力学指标与以上各因素的依存关系,根据既有试验资料和统计学原理,对冻土力学性质影响因素的显著性和因素间的交互作用进行了研究。结果表明,温度对冻土力学性质的影响最为显著,是影响冻土力学性质的主要因素,含水率、含盐量、应变速率等对冻土力学性质也有显著影响;同时,温度、含水率和应变速率对强度的影响存在明显的交互作用。因此,在研究冻土强度等力学行为时,片面针对某一因素开展研究是不合适的,而应综合考虑各主要因素及因素之间的交互作用影响。 展开更多

关键词 冻土 力学性质 显著性检验 正交试验 交互作用

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季节冻土区夏季轨道结构振动反应现场监测 被引量：8

5

作者 朱占元 凌贤长 +2 位作者 张锋 胡庆立 陈士军 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期41-45,共5页

为了研究季节冻土区在无冻土层时列车正常行驶引起的铁路轨道结构振动反应特征与衰减规律,针对哈尔滨-大庆铁路夏季振动反应进行了现场监测.合理定义振动反应加速度特征值,并结合加速度反应时程曲线对钢轨、轨枕、路基和场地振动反应特... 为了研究季节冻土区在无冻土层时列车正常行驶引起的铁路轨道结构振动反应特征与衰减规律,针对哈尔滨-大庆铁路夏季振动反应进行了现场监测.合理定义振动反应加速度特征值,并结合加速度反应时程曲线对钢轨、轨枕、路基和场地振动反应特性取得定量认识,提出用负幂次函数等拟合路基振动反应衰减关系并给出拟合参数;获得列车行驶速度、车辆结构、重载等对钢轨、轨枕、路基的振动反应影响显著,无缝线路列车高速行驶过程中钢轨纵向振动不可忽视且值得深入研究等结论. 展开更多

关键词 季节冻土区 轨道结构振动反应 加速度 现场监测

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季节性冻土区玻璃钢防渗渠道抗冻胀性能初探 被引量：15

6

作者 闫长城 王正中 +1 位作者 刘旭东 陈立杰 《人民黄河》 CAS 北大核心 2011年第3期140-142,共3页

为了研究玻璃钢防渗技术在北方季节性冻土区的有效性,采用有限元分析软件ADINA对玻璃钢材料防渗渠道的温度场、变形场及应力场进行仿真分析,同时研究了衬砌板的冻胀变形及冻胀力分布规律。结果表明:与普通混凝土衬砌相比,玻璃钢衬砌材... 为了研究玻璃钢防渗技术在北方季节性冻土区的有效性,采用有限元分析软件ADINA对玻璃钢材料防渗渠道的温度场、变形场及应力场进行仿真分析,同时研究了衬砌板的冻胀变形及冻胀力分布规律。结果表明:与普通混凝土衬砌相比,玻璃钢衬砌材料不仅能使衬砌板的冻胀变位值及冻胀力更加均匀,而且通过释放变形,可使其法向冻胀力减小51%～74%,切向冻胀力减小34%～46%,玻璃钢材料优于混凝土。 展开更多

关键词 玻璃钢防渗渠道 冻胀变形 季节性冻土区

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冻土区典型热融滑塌地温变化及防治效果模拟 被引量：7

7

作者 马立峰 牛富俊 +1 位作者 刘建坤 吴军 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期134-139,共6页

冻土地区斜坡的稳定性很大程度上取决于坡体内温度场的分布状况.在野外观测数据无法完整的反映出热融滑塌发展过程中斜坡温度场分布的情况下,结合青藏公路K3035热融滑塌的气候及工程地质条件,应用有限元方法进行了滑塌过程温度场分布的... 冻土地区斜坡的稳定性很大程度上取决于坡体内温度场的分布状况.在野外观测数据无法完整的反映出热融滑塌发展过程中斜坡温度场分布的情况下,结合青藏公路K3035热融滑塌的气候及工程地质条件,应用有限元方法进行了滑塌过程温度场分布的数值模拟,并与实际观测资料进行了对比,进一步讨论了在滑坎位置填埋碎石的工程防治措施的效果.结果表明滑坎位置下多年冻土不稳定,容易导致斜坡的进一步滑塌,而防治措施能有效遏制滑塌趋势. 展开更多

关键词 多年冻土 热融滑塌 数值分析 青藏高原

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冻土与扩大台基相互作用的有限元分析 被引量：4

8

作者 王正中 张长庆 沙际德 《西北农业大学学报》 CSCD 北大核心 1998年第5期9-14,共6页

以冻土与扩大台基作为一个整体结构，将各向弹性模量及泊松比随温度、水分、应力变化的冻土视为正交各向异性的非线性材料；将冻土冻胀系数作为负线膨胀系数，按结构温度应力的计算方法，应用结构非线性分析的有限元法，对冻土与扩大台... 以冻土与扩大台基作为一个整体结构，将各向弹性模量及泊松比随温度、水分、应力变化的冻土视为正交各向异性的非线性材料；将冻土冻胀系数作为负线膨胀系数，按结构温度应力的计算方法，应用结构非线性分析的有限元法，对冻土与扩大台基之间的相互作用进行了数值计算，获得其应力场、位移场及冻土与扩大台基之间的各种作用力；理论分析结果与模型试验吻合，并提出了一种求解冻土与基础相互作用的通用数值分析方法。 展开更多

关键词 冻土 扩大台基 非线性有限元法 结构分析

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重复列车荷载作用下多年冻土路基长期变形分析 被引量：6

9

作者 吴志坚 陈拓 马巍 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期929-934,共6页

在青藏铁路北麓河段选取素填土路基断面开展列车通过实时振动测试,得到车载作用下路基路肩处的加速度时程曲线,并将该动力荷载转化为作用在路基表面的等效均布荷载.基于冻土三轴流变实验结果,对典型的青藏铁路多年冻土路基进行了重复列... 在青藏铁路北麓河段选取素填土路基断面开展列车通过实时振动测试,得到车载作用下路基路肩处的加速度时程曲线,并将该动力荷载转化为作用在路基表面的等效均布荷载.基于冻土三轴流变实验结果,对典型的青藏铁路多年冻土路基进行了重复列车荷载作用下的蠕变分析,得到了机车荷载作用下冻土路基所产生的长期变形量,量化了该部分变形在路基总变形中所占比例.研究结果表明,机车荷载作用下路基两侧坡脚产生较大的剪应变,并且逐渐向上扩展,垂直方向变形占总变形量的10%左右. 展开更多

关键词 长期变形 机车荷载 多年冻土 蠕变效应

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单轴压缩岩石损伤扩展细观机理CT实时试验 被引量：46

10

作者 任建喜 葛修润 杨更社 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期130-133,共4页

利用最新研制的CT机专用加载设备，完成了单轴压缩荷载作用下岩石细观损伤扩展特性CT实时试验。得到了清晰的岩石破坏全过程中微孔洞被压密，微裂纹萌生、发展、贯通破坏和卸荷等不同发展阶段的CT图像。基于岩石损伤扩展的细观机理，将... 利用最新研制的CT机专用加载设备，完成了单轴压缩荷载作用下岩石细观损伤扩展特性CT实时试验。得到了清晰的岩石破坏全过程中微孔洞被压密，微裂纹萌生、发展、贯通破坏和卸荷等不同发展阶段的CT图像。基于岩石损伤扩展的细观机理，将岩石应力－应变全过程曲线分为5段，为岩石损伤本构模型的建立提供了重要基础。结果表明，利用这套设备进行岩石细观损伤力学特性的研究是可行的。 展开更多

关键词 岩石 损伤扩展 细观机理 CT实时试验 单轴压缩荷载作用

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刚性衬砌渠道不同纵缝削减冻胀效果的数值模拟 被引量：35

11

作者 王正中 刘旭东 +1 位作者 陈立杰 李甲林 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1-7,共7页

为了探明刚性衬砌渠道设置不同纵缝削减冻胀的机理及量化影响规律,提出削减冻胀的有效工程措施,该文利用有限元软件ADINA对坡脚处、1/3坡高处、宽底板的中心处分别设纵缝和不设纵缝的刚性衬砌渠道冻胀过程进行数值模拟,分析了温度场、... 为了探明刚性衬砌渠道设置不同纵缝削减冻胀的机理及量化影响规律,提出削减冻胀的有效工程措施,该文利用有限元软件ADINA对坡脚处、1/3坡高处、宽底板的中心处分别设纵缝和不设纵缝的刚性衬砌渠道冻胀过程进行数值模拟,分析了温度场、变形场及应力场,特别研究了衬砌板的冻胀变形及其法向和切向冻胀力分布规律。通过对比分析表明:合理设置纵缝不仅能降低最大冻胀量61%,最大法向冻胀力45%,最大切向冻胀力32%,而且可使冻胀分布更加均匀,显著削减刚性衬砌渠道的冻胀破坏;削减冻胀的显著性依次是1/3坡高处设纵缝、坡脚处设纵缝、不设纵缝;但针对坡板较短、底板较宽情况在坡脚及底板中心处都设纵缝效果最好,降低最大冻胀量67%,最大法向冻胀力59%,最大切向冻胀力45%;数值模拟结果与工程实践基本一致。研究结果表明渠道冻胀的有限元数值模拟能够为季节冻土区渠道工程设计及力学计算提供参考和科学依据。 展开更多

关键词 渠道 衬砌 数值模拟 冻胀 纵缝

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基于非对称冻胀破坏的大U形混凝土衬砌渠道力学模型 被引量：18

12

作者 张茹 王正中 +2 位作者 陈涛 李甲林 郭利霞 《西北农林科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2008年第11期217-223,共7页

【目的】科学指导冻土地区大U形混凝土衬砌渠道的设计建设。【方法】针对大U形混凝土衬砌渠道的冻胀机理和冻胀破坏特点,通过适当的假设,建立了大U形混凝土衬砌渠道非对称冻胀破坏的力学模型。【结果】只需选取最大冻结力一个参变量,即... 【目的】科学指导冻土地区大U形混凝土衬砌渠道的设计建设。【方法】针对大U形混凝土衬砌渠道的冻胀机理和冻胀破坏特点,通过适当的假设,建立了大U形混凝土衬砌渠道非对称冻胀破坏的力学模型。【结果】只需选取最大冻结力一个参变量,即可求解渠道衬砌板上的冻胀力,并结合混凝土板抗裂条件,给出内力、胀裂部位、冻胀抗裂板厚及抗冻胀破坏验算等一系列计算方法。【结论】工程实例计算表明,该模型安全合理、简单实用,可为大U形混凝土衬砌渠道防冻胀设计提供科学依据,并为建立其他形式的渠道冻胀破坏力学模型提供参考。 展开更多

关键词 大U形渠道 混凝土衬砌 非对称冻胀破坏 力学模型

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基于数值模拟的双层薄膜防渗衬砌渠道抗冻胀机理探讨 被引量：44

13

作者 刘旭东 王正中 +1 位作者 闫长城 李甲林 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期29-35,共7页

在渠道衬砌板下铺设双层塑料薄膜,使混凝土衬砌板与冻土层之间可滑移、不产生冻结约束,从而达到防治渠道衬砌冻胀破坏的目的,即为双层薄膜防渗衬砌渠道。为了探明其抗冻胀机理及削减冻胀效果,应用ADINA软件对双层薄膜防渗衬砌渠道冻胀... 在渠道衬砌板下铺设双层塑料薄膜,使混凝土衬砌板与冻土层之间可滑移、不产生冻结约束,从而达到防治渠道衬砌冻胀破坏的目的,即为双层薄膜防渗衬砌渠道。为了探明其抗冻胀机理及削减冻胀效果,应用ADINA软件对双层薄膜防渗衬砌渠道冻胀进行数值模拟,研究衬砌板应力和变形规律。对比普通渠道,双层薄膜防渗衬砌渠道抗冻胀效果非常显著,自身受力状态得到显著改善,且冻胀变形、冻胀力分布更加均匀;其阴坡、渠底、阳坡切向冻结力极值及均方差降低幅度均大于法向冻胀力降低幅度,揭示了该种渠道通过削弱冻结约束来改善衬砌板冻胀受力及使冻胀量分布均匀的抗冻胀机理。对比梯形断面和弧底梯形,可知双层薄膜防渗衬砌渠道适用断面为弧底梯形,在实际工程中应对弧底板和渠坡板之间的伸缩缝加强管理,或采用整体现浇式结构,以防止渠坡板滑动失稳。这些工作为双层薄膜防渗衬砌渠道的深入研究和推广应用提供了参考。 展开更多

关键词 数值分析 渠道衬砌 计算机模拟 双层薄膜防渗衬砌渠道 抗冻胀机理

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基于昼夜温度变化的混凝土衬砌渠道冻胀有限元分析 被引量：50

14

作者 王正中 芦琴 +2 位作者 郭利霞 杨成有 杨富元 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1-7,共7页

为了掌握衬砌渠道冻胀量及冻胀力随昼夜气温变化的发展规律及冻胀破坏极限状态,根据冻土力学及冻土物理学理论,利用有限元软件ANSYS按瞬态温变模式加载温度,对衬砌渠道冻胀过程进行数值模拟,研究了其温度场和冻胀变形及法向冻胀力与切... 为了掌握衬砌渠道冻胀量及冻胀力随昼夜气温变化的发展规律及冻胀破坏极限状态,根据冻土力学及冻土物理学理论,利用有限元软件ANSYS按瞬态温变模式加载温度,对衬砌渠道冻胀过程进行数值模拟,研究了其温度场和冻胀变形及法向冻胀力与切向冻胀力随时间的变化规律。结果表明:渠道冻融破坏除因渠基土冻胀外,阴阳两坡的温度、冻胀变形、冻胀力既不均匀不对称变化又不同步,也是渠道冻胀破坏的重要原因;阳坡滞后阴坡约15d冻结,最大冻胀量及最大冻胀力滞后日平均最低气温约4d,日内最大冻胀量及最大冻胀力滞后日最低气温约1h;模拟结果与野外观测资料基本吻合,但比稳态数值模拟结果偏大,表明了运用瞬态数值模拟进行渠道抗冻胀设计的正确性和合理性。 展开更多

关键词 渠道衬砌 冻融 有限元 冻胀

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基于数值模拟的“适变断面”衬砌渠道抗冻胀机理探讨 被引量：22

15

作者 刘旭东 王正中 +1 位作者 闫长城 李甲林 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期6-12,共7页

能适应渠基冻胀变形的衬砌渠道简称"适变断面"渠道。为了探明其抗冻胀机理及削减冻胀效果,应用ADINA软件对混凝土衬砌"适变断面"渠道冻胀进行数值模拟,计算渠道冻胀的温度场、变形场和应力场,研究衬砌板应力和变形... 能适应渠基冻胀变形的衬砌渠道简称"适变断面"渠道。为了探明其抗冻胀机理及削减冻胀效果,应用ADINA软件对混凝土衬砌"适变断面"渠道冻胀进行数值模拟,计算渠道冻胀的温度场、变形场和应力场,研究衬砌板应力和变形规律,并与弧形坡脚梯形渠道比较分析表明:"适变断面"渠道能降低最大法向冻胀量55.11%、最大法向冻胀力51.65%、最大切向冻结力56.85%;通过冻胀量均方差及冻胀力分析比较,"适变断面"使渠道受力状态得到显著改善,冻胀变形分布更加均匀;衬砌板法向错位值总计1.3cm,纵向伸缩缝周向压缩值总计为9.7cm,揭示了"适变断面"渠道利用宽纵缝既能释放衬砌板法向冻胀变位,又能吸收周向冻胀变位,从而适应渠基冻胀变形减轻冻害的抗冻胀机理。最后通过模拟计算了"适变断面"渠道冻胀量均方差对边坡系数的敏感性,指出边坡系数i约为1∶1.7～1∶1.4时,"适变断面"渠道抗冻胀效果很显著,为"适变断面"渠道的推广及优化设计提供了参考。 展开更多

关键词 数值分析 渠道衬砌 试验 适变断面渠道 宽纵缝 抗冻胀机理

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滨海相软土应力–应变曲线复合指数–双曲线模型 被引量：29

16

作者 王伟 宋新江 +2 位作者 凌华 卢廷浩 周干武 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1455-1459,共5页

滨海相软土应力–应变曲线数学模型是岩土工程研究的一个重要课题。结合软土应力–应变曲线的发展特点,分析了其数学模型应具有的基本性质。对传统双曲线模型和指数模型进行了数学分析,根据泰勒级数展开证明了两模型的数学关系。引入应... 滨海相软土应力–应变曲线数学模型是岩土工程研究的一个重要课题。结合软土应力–应变曲线的发展特点,分析了其数学模型应具有的基本性质。对传统双曲线模型和指数模型进行了数学分析,根据泰勒级数展开证明了两模型的数学关系。引入应力因子的概念,揭示了传统应力–应变模型的缺陷。提出了一个应力–应变曲线的3参数复合双曲线–指数模型,推导了改进切线模量的表达式。数学分析表明,新模型克服了传统模型的不足,传统模型及其应力因子均是新模型对应的特例。结合实验数据,给出了模型参数的确定方法。新模型能够很好的模拟试验数据。 展开更多

关键词 软土 应变 应力 复合模型

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高地下水位灌排渠道衬砌结构抗冻胀数值模拟 被引量：18

17

作者 陈立杰 王正中 +1 位作者 刘旭东 李甲林 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2009年第9期66-70,共5页

高地下水位区的灌溉渠道往往具有灌排功能，比一般输水渠道工作条件更为复杂，滤透式刚柔耦合衬护结构施工简单、经济合理且集排水（无需防渗）与抗冻胀于一体受到关注。为了评价这种衬护结构的有效性，采用北京理正软件进行渗流稳定分... 高地下水位区的灌溉渠道往往具有灌排功能，比一般输水渠道工作条件更为复杂，滤透式刚柔耦合衬护结构施工简单、经济合理且集排水（无需防渗）与抗冻胀于一体受到关注。为了评价这种衬护结构的有效性，采用北京理正软件进行渗流稳定分析，利用有限元分析软件ADINA对其温度场、变形场及应力场进行数值模拟分析，研究了该衬护结构的稳定性与冻胀变形及其法向冻胀力和切向冻胀力分布规律，并分析衬砌板的应力及破坏规律；通过与普通混凝土全断面衬砌对比分析，指出该滤透式刚柔耦合衬护结构通过排水和释放变形不仅能使衬砌板的冻胀量及冻胀力更加均匀，而且使渠坡和衬护结构稳定性提高，使其法向及切向冻胀力减小25．58％～48％，可有效控制衬护渠道冻胀破坏，表明该结构对于高地下水位地区灌排渠道的抗冻胀衬护具有很大的应用和推广价值。 展开更多

关键词 高地下水位 灌排渠道 稳定性 冻胀 数值模拟

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中俄原油管道(漠河—大庆段)地基土融沉稳定性评价研究 被引量：21

18

作者 吉延峻 金会军 +1 位作者 王国尚 张建民 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2010年第2期241-251,共11页

中国-俄罗斯原油管道工程(简称中俄原油管道)规划全长1,035 km,中国境内段965 km,俄罗斯境内段70 km。中俄原油管道(漠河—大庆段)穿越约500 km多年冻土区,沿途地形起伏,水系和沼泽发育,冻土工程地质条件复杂,影响因素多样。提出以管道... 中国-俄罗斯原油管道工程(简称中俄原油管道)规划全长1,035 km,中国境内段965 km,俄罗斯境内段70 km。中俄原油管道(漠河—大庆段)穿越约500 km多年冻土区,沿途地形起伏,水系和沼泽发育,冻土工程地质条件复杂,影响因素多样。提出以管道地基土的最大融沉变形量为评价准则,以多年冻土的年平均地温和含冰量为评价指标,对多年冻土进行工程分类,并依据分类结果进行评价。依据计算结果以-1.0℃和-2.0℃对中俄原油管道沿线多年冻土进行冻土工程分类。具体分为:稳定型、过渡型、高温不稳定型(-1.0^-2.0℃)以及极高温极不稳定型(≥-1.0℃)。分别对应良好、较好、不良以及极差评价结果,并以此为基准选择传统埋设、埋设、埋设+换填、埋设+换填+隔热或架设等管基设计原则。对管道沿线约430 km多年冻土区进行了详细和逐段的评价。评价结果表明评价指标简单、实用,评价结果合理、恰当,可推荐在其它多年冻土区类似管道工程中使用。 展开更多

关键词 中俄原油管道 多年冻土 融沉稳定性 融沉破坏

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弧脚梯形衬砌渠道抗冻胀及水力合理断面的分析 被引量：18

19

作者 芦琴 王正中 +1 位作者 刘计良 刘旭东 《西北农林科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2010年第1期231-234,共4页

【目的】推导出适宜于季节性冻土区弧脚梯形衬砌渠道的断面形式。【方法】根据冻土力学、水力学、工程力学理论,分析弧脚梯形渠道砼衬砌冻胀破坏机理及破坏特征,指出对季节性冻土区弧脚梯形渠道最优断面的设计,要从结构抗冻胀和水力学... 【目的】推导出适宜于季节性冻土区弧脚梯形衬砌渠道的断面形式。【方法】根据冻土力学、水力学、工程力学理论,分析弧脚梯形渠道砼衬砌冻胀破坏机理及破坏特征,指出对季节性冻土区弧脚梯形渠道最优断面的设计,要从结构抗冻胀和水力学两方面考虑,以砼衬砌体同时满足水力最佳及抗冻胀性能最优为原则,对弧脚梯形渠道断面的最优形式进行推导。【结果】根据工程实践中常用的取值范围,在综合考虑水力最佳断面及砼衬砌板抗冻胀性能最优的基础上,得到最优断面的几何参数,即水力最佳和抗冻胀性能最优的弧脚梯形最优断面为:渠底宽是设计水深的0.53倍,坡脚圆弧半径是设计水深的0.3倍,坡脚圆弧中心角即边坡板的倾角为51°。【结论】此断面形式不但能适应季节性冻土区渠道防渗抗冻胀工程的实践要求,而且便于机械化施工。 展开更多

关键词 弧脚梯形断面 衬砌渠道 冻胀破坏 水力最佳断面 受力分析

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弧形坡脚梯形渠道砼衬砌冻胀破坏的力学模型研究 被引量：13

20

作者 芦琴 刘计良 +3 位作者 王正中 陈立杰 韩彦宝 刘旭东 《西北农林科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2009年第12期213-217,共5页

【目的】探讨弧形坡脚梯形渠道衬砌结构冻胀破坏的力学模型,以科学指导衬砌体的设计与建设。【方法】通过对弧形坡脚梯形渠道砼衬砌冻胀破坏机理及破坏特征的分析,指出了弧形坡脚梯形渠道砼衬砌整体结构的计算简图,是在法向冻胀力、切... 【目的】探讨弧形坡脚梯形渠道衬砌结构冻胀破坏的力学模型,以科学指导衬砌体的设计与建设。【方法】通过对弧形坡脚梯形渠道砼衬砌冻胀破坏机理及破坏特征的分析,指出了弧形坡脚梯形渠道砼衬砌整体结构的计算简图,是在法向冻胀力、切向冻结力和重力共同作用下的近似薄壳拱形结构,基于此建立了该砼衬砌整体结构冻胀破坏的力学模型。【结果】求出了冻胀控制内力及最大拉应力的计算公式,并结合砼板抗裂条件,给出了胀裂部位、衬砌板厚及抗冻胀破坏验算的一系列计算方法。【结论】弧形坡脚梯形渠道砼衬砌结构较梯形渠道法向冻胀力数值小、分布均匀、恢复力大,整体适应变形及抗冻胀能力强,从而优于梯形断面,为弧形坡脚梯形渠道防冻胀设计提供了科学依据。 展开更多

关键词 弧形坡脚梯形 渠道砼衬砌 冻胀破坏 力学模型

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