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煤矸石改良季节冻土区黄土填料的冻融特性试验研究
1
作者 武立波 刘惠阳 +3 位作者 杨嘉伟 林战举 陈宏信 白玉亮 《自然灾害学报》 北大核心 2025年第4期128-139,共12页
我国西北季节冻土区广泛分布着黄土,受周期性冻融循环作用的影响,黄土区路基工程极易发生冻融病害。常用的防治方法是对黄土进行处理或改良,但目前节能低碳环保的改良方法研究尚显不足,鉴于西北地区煤矸石堆存量巨大且资源化利用率低,... 我国西北季节冻土区广泛分布着黄土,受周期性冻融循环作用的影响,黄土区路基工程极易发生冻融病害。常用的防治方法是对黄土进行处理或改良,但目前节能低碳环保的改良方法研究尚显不足,鉴于西北地区煤矸石堆存量巨大且资源化利用率低,尝试用煤矸石改良黄土作为路基填料。以兰州皋兰黄土(以下简称“素黄土”)与石灰改良黄土作为对比试验组,通过室内冻融循环试验探究在冻融循环条件下较大掺量煤矸石改良黄土填料的冻融特性,并通过电镜扫描和CT扫描揭示其微观机理。结果表明:①与素黄土相比,掺入30%与50%煤矸石的改良黄土试样温度梯度变化幅度分别降低了8.5%与25.3%。②与素黄土和石灰改良黄土相比,煤矸石改良黄土的最优含水率降低,经历5次冻融循环后各组含水率分布情况相近,掺入30%煤矸石的改良黄土与素黄土补水量相近,掺入50%煤矸石改良黄土的补水量相较于素黄土下降了53.8%。③5次冻融循环后,掺入30%与50%煤矸石改良黄土的平均冻胀率相较于素黄土分别降低了77.3%、90.2%,相较于石灰改良黄土分别降低了70.4%、87.5%,融沉系数的变化规律较为复杂,只有煤矸石掺量为50%的改良黄土融沉系数相较于素黄土降低了40.9%。④与素黄土相比,掺入50%煤矸石的改良黄土试样在冻融循环前后孔隙率均降低了60%左右。总体而言,煤矸石掺量为50%时能显著地改善黄土的冻胀与融沉性质。 展开更多
关键词 季节冻土区 黄土 煤矸石 冻融循环 冻胀 融沉
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含冰量分布差异对冻土桩基础承载性能影响的模拟研究
2
作者 王博通 高樯 +3 位作者 阿布拉江·买买提 张凤江 向书华 陈钢 《地震工程学报》 北大核心 2025年第5期1120-1127,共8页
探究多年冻土区桩侧冻土含冰量差异对桩基础承载性能的影响,不仅有助于冻土区桩基础的设计施工,而且对桩基础变形防控有重要指导意义。利用ABAQUS有限元软件,模拟计算桩侧不同含冰量分布模式下桩基础的荷载传递和承载力。桩侧含冰量分... 探究多年冻土区桩侧冻土含冰量差异对桩基础承载性能的影响,不仅有助于冻土区桩基础的设计施工,而且对桩基础变形防控有重要指导意义。利用ABAQUS有限元软件,模拟计算桩侧不同含冰量分布模式下桩基础的荷载传递和承载力。桩侧含冰量分布模式设置为:倒梯形(含冰量沿桩深减小)\,灯笼形(含冰量沿桩深先增大再减弱)和正梯形(含冰量沿桩深增大)。结果表明:尽管桩侧总体含冰量相同,桩基础的承载性能受桩侧土体含冰量分布差异的影响显著。取荷载为26 MN进行分析,倒梯形、灯笼形及正梯形工况对应位移依次为0.026、0.030及0.032 m;在相同荷载下,桩侧土体含冰量倒梯形分布时的桩顶沉降要小于正梯形分布时的沉降,而灯笼形分布情况介于二者之间;桩侧摩阻力整体呈现上大下小的趋势。研究成果可为寒区基础工程设计与施工提供理论参考。 展开更多
关键词 多年冻土 桩基础 含冰量 承载力 有限元
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基于赤玉土强冻胀特性提高重金属污染黏性土淋洗效率研究
3
作者 芮大虎 王嘉义 +2 位作者 张军 潘卫东 王淼 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第7期1373-1381,共9页
冻融协同化学淋洗能够去除黏性土中重金属污染物,但是冻结过程中淋洗液摄入量少,存在淋洗效率低下的问题。利用改善黏性土冻胀性增加水分迁移量以提高淋洗效率的思路,以重金属污染黏性土为研究对象,选用强冻胀性赤玉土为掺料土,开展了... 冻融协同化学淋洗能够去除黏性土中重金属污染物,但是冻结过程中淋洗液摄入量少,存在淋洗效率低下的问题。利用改善黏性土冻胀性增加水分迁移量以提高淋洗效率的思路,以重金属污染黏性土为研究对象,选用强冻胀性赤玉土为掺料土,开展了土柱冻融-淋洗试验。结果表明,相同冻结条件下赤玉土的冻胀率为124.48%,其冻胀量和吸水量分别为黏性土的5.85倍和4.82倍,具有极强冻胀性;赤玉土对Pb、Cd吸附能力较弱,可以重复利用;掺入赤玉土后黏性土的冻胀量和吸水量显著增加,最大增幅分别为130.91%,113.39%;经3次冻融后,Pb、Cd去除率分别达到57.51%,66.77%,相较未掺入赤玉土组提升173.73%,113.94%。SEM试验表明冻融循环后赤玉土结构破碎严重且孔隙数量增加,有利于水分的迁移和储存。赤玉土作为掺料土提高冻融-淋洗效率的方法在实际工程应用中具有易操作性和普适性,为季节冻土区重金属污染黏性土修复提供了一个新的思路。 展开更多
关键词 赤玉土 冻融-淋洗 黏性土 重金属污染 土壤修复
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不同分解压力下L-Met浓度对CO_(2)水合物稳定性影响研究
4
作者 王英梅 王立瑾 +2 位作者 滕亚栋 姜雪晨 张鹏 《地学前缘》 北大核心 2025年第2期195-205,共11页
在当前能源需求和“双碳”的大背景下,利用添加促进剂的水合物法储存CO_(2)受到广泛关注,而促进剂的使用对CO_(2)水合物的各项性能影响不同。因此本文以硅胶为多孔介质,以3.0 MPa、274.15 K为初始生成条件,对比分析了分解温度为275.15 ... 在当前能源需求和“双碳”的大背景下,利用添加促进剂的水合物法储存CO_(2)受到广泛关注,而促进剂的使用对CO_(2)水合物的各项性能影响不同。因此本文以硅胶为多孔介质,以3.0 MPa、274.15 K为初始生成条件,对比分析了分解温度为275.15 K条件下,分解压力分别为0、0.5、1 MPa时纯水体系和不同浓度(0.8、0.9、1.0、1.1、1.2 g/L)的L蛋氨酸(L-Met)体系对CO_(2)水合物稳定性的影响。结果表明:在0 MPa分解压力下1.1 g/L L-Met体系中的CO_(2)水合物稳定性最好,分解压力为0.5 MPa和1 MPa时,0.9 g/L L-Met体系中水合物均表现出最好的稳定性,有利于水合物的稳定储存。除了研究L-Met浓度对稳定性的影响外,还分析了分解压力对水合物分解的影响。研究发现在纯水体系中,分解压力为0 MPa时水合物分解速率表现为先增大后减小,而其余分解压力条件下均在初始时刻具有最大分解速率,呈现单调递减趋势;同时发现除0.8 g/L L-Met体系外,其他体系在常压下分解初期时水合物分解速率均是先增大后减小,具有水合物的“自保护”效应,而在0.5 MPa和1 MPa压力下,只在初始时刻具有最大的分解速率,呈现单调减小的趋势,对上述效应具有破坏作用。通过上述研究,为CO_(2)水合物的长距离运输和长时间储存提供数据及理论支撑。 展开更多
关键词 CO_(2)水合物 硅胶 L-Met 分解压力 稳定性
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近地表水汽密度对多年冻土区地表辐射的影响研究——以北麓河地区为例 被引量：1
5
作者 马安静 张明礼 +2 位作者 周志雄 王永斌 王成福 《气候变化研究进展》 CSCD 北大核心 2024年第3期304-315,共12页
气候暖湿化背景下,青藏高原地区大气水汽含量的增大通过影响地表辐射进而影响多年冻土地表能量分配及其热稳定性。以青藏高原中部北麓河地区的气象数据与活动层水热数据为基础,分析了2 m处空气相对湿度和夏季典型降雨事件对地表反照率... 气候暖湿化背景下,青藏高原地区大气水汽含量的增大通过影响地表辐射进而影响多年冻土地表能量分配及其热稳定性。以青藏高原中部北麓河地区的气象数据与活动层水热数据为基础,分析了2 m处空气相对湿度和夏季典型降雨事件对地表反照率及辐射四分量的影响。结果表明:大气水汽通过削弱太阳短波辐射,吸收地面长波辐射,增加向下长波辐射,进而降低地表反照率。大气水汽对地表辐射的影响具有明显的季节性特征,夏季大气水汽对太阳短波辐射的削弱作用最明显,并且发射的向下长波辐射较多;冬季大气水汽对太阳短波辐射的削弱作用相对较弱,发射向下长波辐射较少。在研究时段内北麓河地区夏季和冬季空气相对湿度每增加10%,太阳短波辐射日均值分别减少54.9和9.8 W/m^(2),向下长波辐射日均值分别增加14.8和3.9 W/m^(2)。秋季空气中水汽含量的变化对地表反照率的影响最大,秋季空气相对湿度每减小10%,地表反照率增加0.15;春季最小,春季空气相对湿度每增加10%,地表反照率仅降低0.01。夏季不同典型降雨事件导致近地表水汽密度和浅层土壤含水量增大,使地表反照率降低。夏季不同类型降雨事件对地表反照率的影响程度表现为:大雨>中雨>小雨。研究结果为暖湿化气候背景下青藏高原中部多年冻土区地表能量平衡分析提供参考。 展开更多
关键词 多年冻土 青藏高原 空气湿度 反照率 辐射
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径向冻融过程中软黏土水热力试验研究
6
作者 郭焕明 张虎 +3 位作者 丑亚玲 郑波 胡金涛 韩善博 《岩土力学》 北大核心 2025年第3期905-915,共11页
为了探究径向冻融条件下软黏土水热力过程,开展了不同温度下软黏土冻融试验,对比分析了各冻融过程中土样温度、含水率、土压力、排水量和耗电量的变化规律。试验结果表明:冻融过程中土样实际温度下降速率均与冻结锋面的移动速率呈正相... 为了探究径向冻融条件下软黏土水热力过程,开展了不同温度下软黏土冻融试验,对比分析了各冻融过程中土样温度、含水率、土压力、排水量和耗电量的变化规律。试验结果表明:冻融过程中土样实际温度下降速率均与冻结锋面的移动速率呈正相关关系,温度的传递效率主要与传热距离、传热介质和能量损失率有关;在土样冻结过程中,水分的迁移与冷端对水分的吸力作用和冻胀过程中冻胀对水分的相对作用密切相关;冻结过程中产生的环向和径向冷生构造会加速软黏土中水分的排出,冻胀力会对未冻区土体产生固结作用;通过对试验过程中冻结范围、排水量和耗电量的对比,发现试验温度为-15℃时在冻结过程中产生的融沉圈直径最大,此时的能耗比也最大,因此,将-15℃作为本系列试验的最佳冻结温度。 展开更多
关键词 软土地基 人工冻结 水热力过程 最佳温度
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青藏工程走廊多年冻土场地地震安全性研究进展 被引量：7
7
作者 马巍 苏永奇 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期723-733,共11页
宽度不到10 km的青藏工程走廊穿越长约550 km的多年冻土区,承载了青藏铁路、青藏公路等重要生命线工程,同时,该地区强震多发,工程设施未来遭遇地震作用的风险较大。围绕青藏工程走廊多年冻土区这一特殊研究区域,从地震危险性分析和多年... 宽度不到10 km的青藏工程走廊穿越长约550 km的多年冻土区,承载了青藏铁路、青藏公路等重要生命线工程,同时,该地区强震多发,工程设施未来遭遇地震作用的风险较大。围绕青藏工程走廊多年冻土区这一特殊研究区域,从地震危险性分析和多年冻土场地地震动特征研究两方面对青藏工程走廊多年冻土区场地地震安全性研究现状进行回顾,并介绍最新研究进展。基于青藏工程走廊地震危险性对比分析结果,分别给出50年和100年超越概率63%、10%、2%的青藏工程走廊基岩地震动区划图,并转换得到50年超越概率10%的青藏工程走廊一般场地PGA区划图,与第五代中国地震动参数区划图相比,PGA=0.2g的范围有所扩大。场地反应分析结果表明,多年冻土场地地震动特征与冻土层温度及厚度、季节融化层厚度、冻土夹层厚度及其埋深有关。完全冻结场地地震动特征主要受冻土层温度和厚度影响,季节融化场地地震动特征主要受季节融化层厚度和多年冻土层厚度影响,多年冻土夹层场地地震动特征主要受冻土夹层厚度及埋深影响。研究结果可为青藏工程走廊内多年冻土区地震灾害风险区划、重大冻土工程地震安全性评价、寒区新建工程抗震设防及已有工程设施抗震加固等提供参考。 展开更多
关键词 多年冻土 地震动特征 地震危险性分析 青藏工程走廊
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多年冻土区森林大火对生态服务功能的影响研究 被引量：10
8
作者 李晓英 金会军 +1 位作者 何瑞霞 黄亚冬 《气候变化研究进展》 CSCD 北大核心 2020年第5期545-554,共10页
在气候变暖背景下,大兴安岭森林大火导致多年冻土退化,植被发生更新和演替,对森林生态系统服务功能造成重要影响。文中选取大兴安岭北部多年冻土区满归和阿龙山火烧区为研究对象,通过定量方法计算了林火后,固碳释氧效益损失;净化环境效... 在气候变暖背景下,大兴安岭森林大火导致多年冻土退化,植被发生更新和演替,对森林生态系统服务功能造成重要影响。文中选取大兴安岭北部多年冻土区满归和阿龙山火烧区为研究对象,通过定量方法计算了林火后,固碳释氧效益损失;净化环境效益损失,包括吸收SO_2和粉尘净化价值;水文效益损失,包括防洪和涵养水源效益;小气候效益损失;保护野生生物以及游憩效益损失。研究发现,满归和阿龙山火烧后,生态系统服务效益损失重大。其中,固碳释氧效益和净化环境效益损失较大,分别占总效益损失的42.34%和41.94%;水文效益和保护野生生物效益损失较小,分别为2.82%和0.80%;小气候效益和游憩效益居中,分别占8.61%和3.49%。即使针叶林生态系统恢复到阔叶林生态系统,净化环境效益损失仍然可达69.3%。由此看来,保护多年冻土区的针叶林,减少森林火灾的发生对维持多年冻土区森林生态系统的稳定性和可持续发展至关重要。 展开更多
关键词 多年冻土区 森林大火 生态服务功能 针叶林
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寒区工程保温材料等温吸湿性能实验研究 被引量：5
9
作者 谷勇海 张顶 明锋 《中国农村水利水电》 北大核心 2022年第4期162-165,175,共5页
保温材料的平衡含水量是影响其导热系数、抗压强度、渗透性能等参数的关键因素。为分析保温材料的吸湿特性,以寒区工程中常用的3种保温材料为基础,开展等温吸湿性能试验,分析评价7种吸湿模型的适用性,提出保温材料等温吸湿曲线最优拟合... 保温材料的平衡含水量是影响其导热系数、抗压强度、渗透性能等参数的关键因素。为分析保温材料的吸湿特性,以寒区工程中常用的3种保温材料为基础,开展等温吸湿性能试验,分析评价7种吸湿模型的适用性,提出保温材料等温吸湿曲线最优拟合公式。实验结果表明,不同保温材料的等温吸湿性能差异明显。相对湿度越大,吸湿速率越大,达到平衡含水率的时间越长。在相同湿度下,福利凯保温板的吸湿量是聚氨酯硬质泡沫的2倍,是挤塑聚苯乙烯板的5倍以上。相对其他预测模型,Peleg模型能够很好的描述保温材料的等温吸湿过程。试验成果可为研究保温材料性能劣化机理及其热湿耦合分析提供基础数据支撑。 展开更多
关键词 保温材料 相对湿度 吸湿特性 预测模型
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冻融作用下黄土对多环芳烃的吸附特性研究
10
作者 王德华 陆妍 +4 位作者 韩志勇 杨麒 熊青月 魏新鹏 王子暄 《化学与生物工程》 北大核心 2025年第4期12-20,共9页
以16种优控多环芳烃(PAHs)混合物为研究对象、兰州黄土为吸附剂,通过室内冻融条件下的批量吸附平衡实验,探究了冻融作用对土壤-水体系中PAHs吸附行为的影响。结果表明,冻融作用改变了黄土对PAHs混合物及单体的吸附行为;吸附未平衡时,冻... 以16种优控多环芳烃(PAHs)混合物为研究对象、兰州黄土为吸附剂,通过室内冻融条件下的批量吸附平衡实验,探究了冻融作用对土壤-水体系中PAHs吸附行为的影响。结果表明,冻融作用改变了黄土对PAHs混合物及单体的吸附行为;吸附未平衡时,冻融黄土对PAHs混合物及中、低环PAHs单体的吸附量总体低于未冻融黄土;而吸附达到平衡后,冻融黄土对其吸附量则总体高于未冻融黄土,这与冻融作用改变了土壤团聚体、有机质的含量有关;冻融黄土对PAHs的吸附等温线与未冻融黄土相比,变化趋势较为平缓,随着溶液平衡浓度的增加,冻融黄土对PAHs的平衡吸附量较未冻融黄土降低更为明显,且对低环PAHs平衡吸附量的降幅大于对高环PAHs的;冻融黄土与未冻融黄土对PAHs的吸附更符合线性模型和Freundlich模型。 展开更多
关键词 多环芳烃 冻融作用 吸附 兰州黄土
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结构-功能一体化相变骨料制备及物理性能研究
11
作者 张新雨 董敏琪 +1 位作者 姜周 李双洋 《混凝土》 北大核心 2025年第1期104-108,共5页
将相变材料掺入大体积混凝土是一种新型的水化热控制技术,现有的研究多将相变材料直接掺入大体积混凝土,这将严重降低混凝土的力学强度。为解决这一缺陷,制备了一种结构-功能一体化复合相变骨料用以替代大体积混凝土粗骨料,达到既有效... 将相变材料掺入大体积混凝土是一种新型的水化热控制技术,现有的研究多将相变材料直接掺入大体积混凝土,这将严重降低混凝土的力学强度。为解决这一缺陷,制备了一种结构-功能一体化复合相变骨料用以替代大体积混凝土粗骨料,达到既有效控制大体积混凝土水化热,又保证混凝土抗压强度的效果。然后,测试了复合相变骨料的筒压强度和搅拌破碎率;并采用未封装的相变骨料和环氧树脂封装的复合相变骨料制备了两种不同的相变混凝土,测试了两种相变混凝土的抗压强度;最后,通过DSC试验测试复合相变骨料的热学性能。结果表明:相比未封装的相变骨料,采用环氧树脂封装的相变骨料制备的相变混凝土其抗压强度显著提升;此外,复合相变骨料适宜的相变温度及较大的热焓值,是一种性能优异的相变骨料,可以替代大体积混凝土粗骨料以制备相变混凝土。 展开更多
关键词 相变骨料 制备过程 力学性能 DSC试验
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冻融循环对冻土–混凝土界面冻结强度影响的试验研究 被引量：39
12
作者 何鹏飞 马巍 +2 位作者 穆彦虎 董建华 黄永庭 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期299-307,共9页
为研究冻融循环作用对冻土–混凝土界面冻结强度的影响,对不同冻融循环次数、法向应力、试验温度及土体初始含水率条件下的冻结界面进行了系列直剪试验,研究经历冻融循环后界面峰值剪切强度、残余剪切强度及强度参数的变化规律。试验结... 为研究冻融循环作用对冻土–混凝土界面冻结强度的影响,对不同冻融循环次数、法向应力、试验温度及土体初始含水率条件下的冻结界面进行了系列直剪试验,研究经历冻融循环后界面峰值剪切强度、残余剪切强度及强度参数的变化规律。试验结果表明:冻融循环对界面剪切应力与水平位移曲线形态影响很小,经历20次循环后曲线仍是应变软化型。冻融循环对峰值剪切应力的影响强于对残余剪切应力的影响,表明其对界面胶结冰含量产生影响。当土体初始含水率较低且温度较高时,冻融循环使界面峰值剪切强度增加,但变化量较小。然而在含水率较高(20.8%)及试验温度较低时(-5℃),峰值剪切强度随着冻融循环增加而降低。因此在土体含水率较高且冻结温度较低时,对于发生小变形的冻结界面需要重视冻融循环对峰值剪切应力的影响。不同初始含水率、试验温度下冻融循环对残余剪切强度的影响较小且变化规律不明显。在试验温度为-1℃,-3℃,-5℃时,峰值黏聚力随冻融循环增加分别表现为增加、波动和下降,推测是由于界面胶结冰含量不同而引起。峰值摩擦角和残余摩擦角随冻融循环次数增加略有变化。 展开更多
关键词 冻土 冻融循环 冻结强度 接触面 直剪试验
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冲击荷载作用下冻土劈裂拉伸破坏特性试验研究 被引量：4
13
作者 马冬冬 汪鑫鹏 +3 位作者 张文璞 马芹永 周志伟 张蓉蓉 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1533-1539,共7页
冻土的动态拉伸强度和破坏特性在涉及冻土工程高效破碎和安全稳定性分析领域具有重要的参考价值。为研究负温和加载率对冻土动态拉伸性能的影响,利用铝质分离式Hopkinson压杆试验系统开展了冻土的动态巴西圆盘劈裂试验,结合高速摄像系统... 冻土的动态拉伸强度和破坏特性在涉及冻土工程高效破碎和安全稳定性分析领域具有重要的参考价值。为研究负温和加载率对冻土动态拉伸性能的影响,利用铝质分离式Hopkinson压杆试验系统开展了冻土的动态巴西圆盘劈裂试验,结合高速摄像系统,分析了温度和加载率对冻土动态拉伸强度、能量耗散和破坏模式的影响,探讨了冻土巴西圆盘的劈裂破坏机理及动态拉伸强度的影响因素。结果表明:冲击荷载作用下,冻结黏土和冻结砂土巴西圆盘试样均遵循中心起裂的破坏模式,试件破坏为沿轴向相对完整的两半;随着冲击气压的增加,两种冻土的加载率均呈线性增大;两种冻土达到动态拉伸峰值应力所需的时间在92~242μs范围内;两种冻土的动态拉伸强度均存在明显的温度效应和加载率效应,动态拉伸强度随温度的降低和加载率的增加而增大;不同负温条件下两种冻土的吸收能与动态拉伸强度均存在较好的线性关系;冲击气压的增加会导致冻土试样的破坏程度加剧,高剪切应力引起的三角破碎区面积逐渐增大。 展开更多
关键词 冻土 动态拉伸强度 负温 加载率 破坏模式
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多年冻土区锥柱基础抗拔承载性能试验研究 被引量：3
14
作者 许健 袁俊 +1 位作者 管顺清 钱文君 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2017年第1期70-75,共6页
以青藏直流输电线路工程为背景,在活动层处于冻结和融化状态时,分别进行上拔和水平力组合荷载作用下锥柱基础抗拔承载特性真型载荷试验.试验表明:冻结期冻土地基整体处于冻结状态,冻土地基回冻情况良好;融化期最大融化深度与地基多年冻... 以青藏直流输电线路工程为背景,在活动层处于冻结和融化状态时,分别进行上拔和水平力组合荷载作用下锥柱基础抗拔承载特性真型载荷试验.试验表明:冻结期冻土地基整体处于冻结状态,冻土地基回冻情况良好;融化期最大融化深度与地基多年冻土上限较吻合,表明施工开挖对多年冻土地基热稳定性影响较小.上拔加载过程中基础底板接触土压力减小,基底扩展板上方土体土压力明显增大,基础侧壁土压力变化不明显.冻结期基础位移量显著低于融化期,承载力明显高于融化期;基础上拔荷载与上拔位移关系可采用幂函数模型进行预测.融化期基础抗拔承载力试验值与规范法计算结果比较吻合;冻结期试验抗拔承载力与规范计算值存在一定差异. 展开更多
关键词 多年冻土 锥柱基础 抗拔承载力 温度场
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多年冻土地区铁路路基水热过程研究 被引量：6
15
作者 张明礼 温智 +2 位作者 薛珂 樊姝芳 高樯 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期126-133,共8页
为研究寒区铁路路基水热动态过程,以北麓河地区路基试验段道砟覆盖路面、无道砟路面(砂砾路面)和天然场地的水分、温度、热通量和降水等数据为基础,分析铁路路基活动层水热宏观迁移规律、活动层水分累积情况及降水对路基热状况的影响。... 为研究寒区铁路路基水热动态过程,以北麓河地区路基试验段道砟覆盖路面、无道砟路面(砂砾路面)和天然场地的水分、温度、热通量和降水等数据为基础,分析铁路路基活动层水热宏观迁移规律、活动层水分累积情况及降水对路基热状况的影响。结果表明:路基活动层各深度地温随时间呈正弦规律变化,道砟层能够有效减少外部热量进入路基,道砟路面年平均地温和年较差明显低于砂砾路面;融化期间路基液态水和降水向下运移,冻结过程中水分向冻结锋面运移;夏季强降雨和持续降雨对浅层路基(高度<75cm)短期水热有明显影响,但路基长期水热受降雨影响不明显,也未出现明显水分累积;降雨入渗、地表蒸发伴随的液态水和水汽运移对铁路路基表层水热影响不可忽略。 展开更多
关键词 铁路路基 水热过程 现场监测 降雨入渗 水分累积
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青藏工程走廊冻土场地地震动特征初步分析 被引量：2
16
作者 陈拓 马巍 +1 位作者 穆彦虎 王建州 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期201-208,共8页
在分析青藏工程走廊冻土波速基本特征基础上,结合室内动三轴有关冻土动力学特性的试验结果,考虑不同超越概率的人造地震荷载作用,对青藏高原多年冻土场地地震动特征进行分析。冻土场地地震反应计算考虑了气候变化和工程活动引起多年冻... 在分析青藏工程走廊冻土波速基本特征基础上,结合室内动三轴有关冻土动力学特性的试验结果,考虑不同超越概率的人造地震荷载作用,对青藏高原多年冻土场地地震动特征进行分析。冻土场地地震反应计算考虑了气候变化和工程活动引起多年冻土温度升高、活动层厚度增大的背景,分别对不同冻土场地条件地震动特征进行分析,明确了活动层厚度、融冻状态及冻土层厚度等因素对冻土场地的加速度放大效应、地基土应变及反应谱特征周期变化特征。研究结果表明,尽管地表峰值加速度放大系数随活动层厚度增加而增加,然而活动层土体厚度及状态的变化不足以改变场地的固有特性,对场地特征周期影响不明显。场地的固有特性随着冻土层厚度的变化而发生变化,冻土层厚度对地震动放大效应的抑制作用随着输入地震荷载的增大越为明显。冻土层厚度对场地特征周期值影响较大,场地特征周期随着冻土层厚度增加呈对数增大趋势。 展开更多
关键词 多年冻土 活动层 地震动 特征周期
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冻土-混凝土界面冻结强度特征与形成机理研究 被引量：34
17
作者 何鹏飞 马巍 +2 位作者 穆彦虎 董建华 黄永庭 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第23期127-133,共7页
在高寒区水利工程中,冻土与混凝土接触界面的力学特性对于衬砌的稳定性和长期服役性能有着重要的影响。为研究冻土-混凝土界面冻结强度特征与形成机理,开展了试验温度为-1～-5℃,初始含水率为9.2%～20.8%,法向压力为50～300 kPa条件下... 在高寒区水利工程中,冻土与混凝土接触界面的力学特性对于衬砌的稳定性和长期服役性能有着重要的影响。为研究冻土-混凝土界面冻结强度特征与形成机理,开展了试验温度为-1～-5℃,初始含水率为9.2%～20.8%,法向压力为50～300 kPa条件下冻结黄土-混凝土界面直剪试验。通过研究界面剪切应力-位移曲线特征,结合摩尔库伦强度理论,将峰值强度分解为残余强度和界面冰胶结强度,对冻土-混凝土界面冻结强度形成机制进行解释。相应将界面黏聚力分解为峰值强度黏聚力和残余强度黏聚力,界面摩擦系数分解为峰值强度摩擦系数和残余强度摩擦系数。结果表明:界面冰胶结强度随着试验温度下降而增大,但受法向压力影响很小。在初始含水率为13.1%,法向压力100 kPa时,试验温度由-1下降至-5℃,冰胶结强度由4.4增加至111.1 kPa。界面残余强度随着法向压力增大而增加,但受试验温度影响很小。在含水率20.8%,试验温度-5℃时,法向压力由50增加至300 kPa,残余强度由34增加至177 kPa。界面峰值强度黏聚力随温度的降低呈指数增长,在含水率13.1%时,温度由-1下降至-5℃,峰值强度黏聚力由35.09增加至148.05kPa,而残余强度黏聚力变化很小。界面处摩擦系数受试验温度影响较小。该研究可为寒区衬砌工程等冻土-构筑物接触面结构建设提供参考。 展开更多
关键词 冻土 应力 界面 冻土-混凝土接触面 冻结强度 黏聚力 摩擦系数
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不同含水率与围压下伊犁高温冻土三轴力学试验特性研究 被引量：3
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作者 朱赛楠 赵慧 +3 位作者 魏云杰 郑剑锋 王文沛 张楠 《西北地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期140-150,共11页
为了探究含水率与围压变化对高温冻土物理力学性质的影响,以新疆伊犁河谷高温冻结黄土为研究对象,开展了黄土的矿物成分、物理性质,以及不同含水率和围压条件下冻土的三轴压缩试验。结果表明:伊犁黄土的粉粒与黏粒粒组含量占比较高,对... 为了探究含水率与围压变化对高温冻土物理力学性质的影响,以新疆伊犁河谷高温冻结黄土为研究对象,开展了黄土的矿物成分、物理性质,以及不同含水率和围压条件下冻土的三轴压缩试验。结果表明:伊犁黄土的粉粒与黏粒粒组含量占比较高,对冻融作用的反应敏感。低含水率时表现为应变软化现象,破坏形态以脆性剪切破坏为主,饱和含水率时表现为应变硬化现象,破坏形态以塑性鼓胀变形破坏为主,软化系数随含水率增大而逐渐减小。随着含水率增大,峰残内摩擦角逐渐降低,峰残黏聚力逐渐增大,变形模量逐渐增大。随着围压增大,弹性模量和损伤演化特征参数均逐渐降低,引入的损伤力学本构模型能够较好地描述高温冻土在不同含水率和围压影响下的应力应变全过程。研究成果可为伊犁河谷冻融滑坡成灾机理研究提供力学参数与理论依据支撑。 展开更多
关键词 伊犁黄土 高温冻土 三轴试验 峰值强度 残余强度 损伤力学模型
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基于CT观测的融化海冰孔隙结构特征研究
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作者 王庆凯 徐正宏 +2 位作者 陈世杰 李志军 卢鹏 《海洋学报》 CSCD 北大核心 2024年第10期65-75,共11页
孔隙结构是影响海冰力学性质的重要细观物理特征。为探究融化海冰的细观结构,在渤海盛冰期采集平整冰,并置于低温恒温环境(−1.0℃)内恒温48 h,进行CT扫描观测。确定气体−冰体−卤水的CT值阈值为−310 HU和−30 HU,对冰样CT图像进行三值化分... 孔隙结构是影响海冰力学性质的重要细观物理特征。为探究融化海冰的细观结构,在渤海盛冰期采集平整冰,并置于低温恒温环境(−1.0℃)内恒温48 h,进行CT扫描观测。确定气体−冰体−卤水的CT值阈值为−310 HU和−30 HU,对冰样CT图像进行三值化分割,识别气体和卤水孔隙,分析孔隙的二维形态特征;在此基础上进行冰样孔隙的三维重构,分析孔隙的三维形态特征。观测发现沿冰厚方向,冰样扫描断面气体面积分数为5.00%~35.93%,卤水分布不连续,面积分数最大为0.06%。气体和卤水孔隙平行冰面方向的截面形状近似圆形,圆度大于0.60。扫描断面内气体孔隙等效圆直径为1.1~3.2 mm,卤水孔隙等效圆直径为0.2~2.0 mm,且发现孔隙等效圆直径与面积分数呈正相关,与圆度呈负相关。三维结构上,根据孔隙球度(R_(sph))将气体孔隙分为4种典型形态:冠状孔隙(R_(sph)≤0.25)、不规则孔隙(0.25<R_(sph)≤0.45)、条状孔隙(0.45<R_(sph)≤0.60)和球形孔隙(0.60<R_(sph)≤1.00)。其中,冠状孔隙单体体积最大[平均体积(11522.8±5610.2)mm3]且数量最少,球形孔隙尺寸最小[平均直径(2.0±1.1)mm]且数量最多。卤水孔隙分为卤水通道(0.45<R_(sph)≤0.60)和卤水胞(0.60<R_(sph)≤1.00)。卤水通道平均长度(17.1±12.1)mm,卤水胞平均直径(1.5±0.9)mm;卤水通道数量较少,但体积占比与卤水胞相当。 展开更多
关键词 海冰 孔隙 结构特征 CT扫描 三维重构
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青藏高原多年冻土区热喀斯特湖水文特征及环境效应 被引量：10
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作者 高泽永 牛富俊 +4 位作者 王一博 王玮 林战举 罗京 吕明侠 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期174-184,共11页
全面认识热喀斯特湖水文过程的季节变化特征是准确评估其生态环境效应的关键。以青藏高原典型热喀斯特湖为例,基于2018—2020年水文气象要素的野外观测及计算,分析热喀斯特湖的水文特征及产生的环境效应。研究结果表明:①春季降水补给... 全面认识热喀斯特湖水文过程的季节变化特征是准确评估其生态环境效应的关键。以青藏高原典型热喀斯特湖为例,基于2018—2020年水文气象要素的野外观测及计算,分析热喀斯特湖的水文特征及产生的环境效应。研究结果表明:①春季降水补给热喀斯特湖,迅速升高湖塘水位,其中湖塘的储水量与湖塘水位之间存在较好的幂函数关系;②湖面年均蒸发量和湖冰年均升华量分别可达738 mm和198 mm,受温度升高的影响,未来有增多的可能;③热喀斯特湖水中离子质量浓度在暖季初期和后期较高,冷季湖冰形成过程中自净作用和地球化学过程的影响使各离子表现出不同的迁移机制。受局地因素的影响,热喀斯特湖的水文要素呈明显的季节变化特征,水文循环过程会引起多年冻土退化、湖岸坍塌后退、水环境恶化、温室气体释放、土壤盐渍化、植被退化等,未来研究需对整个高原地区热喀斯特湖的环境效应进行全面评估。 展开更多
关键词 冻土退化 冻融过程 环境效应 热喀斯特湖 青藏高原
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