冻土区桩侧水热效应对桩基稳定性影响的模型试验研究
多年冻土地区桩基础承载力试验研究
土, 灌注桩基础 。
2 试验方案
本次试验进行 了单 桩 竖 向抗 压静 载试 验 、 单 桩竖 向抗
拔静 载试 验和单桩 水平 静 载试 验 , 单 桩 竖 向抗压 静载 试验 采用 四锚一方式 和二 锚一 方 式 ; 单 桩竖 向抗 拔静 载试 验采
离地表水的方 法直 至 挖至 桩 孔底 。桩孔 开 挖完成 后 , 放置
钢筋笼及桩头护板 , 浇注混凝 土 至桩顶 , 待桩 身混 凝土强度 达到要求后试验设备进场并 进行安装试验 。 第一次试 验设 备进场 后 迅速进 行安 装调试 。为 了缩短
工期 , 不同类 型基 础试 验 同 时进 行 。本 次试 验 包括 一组 单 桩竖 向抗压静载 试验 、 一 组 单桩 竖 向抗 拔静 载试 验 和一组 单桩水平静载试验 。单桩竖 向抗压静 载试验 在 5 基础上进 行, 单桩竖 向抗拔静 载试验在 7 基础 上进行 , 单树 7 l ( 平静载
进行, 单桩竖 向抗拔静 载试验在 2 基础 上进行 , 单桩 水平静
载试验 在 3 基础上进行 。单桩竖 向抗 压静载试 验荷 载标 准
值2 1 0 0 k N, 单 桩竖向抗拔静载试 验荷载标 准值 6 7 5 k N, 单 桩 水平静 载试验荷载标准值 3 5 0 k N。试验 加载前 , 先对试验个
3 试 验 过 程
4 . 1 第 一次试验单桩竖向抗压 、 单桩 竖 向抗 拔及单 桩水平 静 载试验数据及成果 曲线 ( 图1 ~图 3 )
沉降量瘩 : 2 . 3 0 a r m
选取场地后 , 经测 量放线 定位 , 确 定试验 桩位 置及桩孔 直径。试 验桩 采用人工风镐 挖 孔 , 由于 地处沼 泽地 区域 , 挖 空过 程 中出现 孔 壁渗 水 、 空 顶 塌 方 现象 , 随着 挖空 深 度增 大, 孔壁渗水 量增 大 , 施工 中采 用抽水 泵及铁 皮护 筒暂时 隔
冻土地区桩基础施工问题的简要研究
冻土地区桩基础施工问题的简要研究冻土区桥梁桩基础施工,会给冻土引进一定的热量,这些热量在自然回冻过程中传到周围的多年冻土中,破坏冻土的稳定冻结状态.尤其是混凝土灌注桩中的水化热会给稳定的冻土带来很大的热扰动,可能会导致冻土的冻结强度降低,致使桩的承载力严重下降,直接影响施工进度。
所以,研究大气温度、水文地质条件、入模温度、冻土本身的负温对桩自然回冻的影响及其计算模式,可以为施工计划的制定提供理论依据,有很重要的实用价值。
1、冻土地基的工程特性(1)冻胀性在自然界中,受大气温度变化的影响,土体中的水分产生相变,从而土体积膨胀或收缩,膨胀现象,称为土体的冻胀,收缩现象,称为冻土融化.膨胀现象,是由于土体在冻结过程中,水分冻结成冰,体积膨胀而引起的.土体的的冻胀性受土体埋深、土体含水量、土颗粒粒径、土体密度等因素影响。
冻土地基的冻胀性,是影响多年冻土区工程结构物尤其是桥梁工程稳定性的重要因素。
(2)冻胀力地基土冻结时,封闭体系中,冻土水分冻结体积扩张的内应力,开放体系中,孔隙水侵入推开土颗粒并冻结所产生的力,称为冻胀力。
冻胀力作用于基础表面,当工程结构物的重量和附加荷载不足以与之平衡时,结构物将在冻胀力的作用下产生冻胀变形,严重将引起结构物的破坏.根据冻胀力作用于基础表面的部位和方向,可划分为切向冻胀力、水平冻胀力和法向冻胀力三种形式。
切向冻胀力,即平等作用于基础侧表面上的力,法向冻胀力指垂直作用于基础侧表面上的力,法向冻胀力指垂直作用于基础底面上的冻胀力.切向冻胀力是作用于冻土区基础上的主要力系之一,如果设计时对此考虑不当,则会引起基础在切向冻胀力的作用下产生上拔变形,甚至破坏。
(3)融沉性冻土融化过程中,在自重压密作用下,不断产生下沉伴随着孔隙水的消散,即为冻土融沉性.这个过程不仅是由于冻土中冰转变成水的相变时的体积减小,更重要的是在此过程中产生孔隙水的消散与排泄,土体的孔隙比减小,冻土的融沉性与冻土的粒度成分,含冰量密度及孔隙水的消散等因素密切相关.2、冻土区桩基础施工技术2。
季节冻土区桩基础抗冻拔稳定性研究
甘肃科技纵横2009年(第38卷)第3期建筑设计摘要:本文对季节冻土区桩基础的破坏形式及受力情况进行了分析,为实现对其抗冻拔稳定性的验算,和对其抗冻拔稳定条件中各变量的计算方法进行了讨论。
同时,归纳总结了桩基础的抗冻拔措施,即:一般在弱冻胀或中等冻胀地基上修建允许变形的小建筑物时,可采用单一措施,但如果在强冻胀地区并且建筑物对变形要求很高时,往往单一措施难以达到防冻害的目的时,而且经济上也不合理时,就要采用综合措施。
关键词:季节冻土区桩基础抗冻拔在季节冻土区,建筑物采用桩基结构也有很多优点,可使建筑物免受季节活动层的影响。
季节冻土区的桩基础,经常由于地基土的冻胀作用遭到破坏,很多情况下桩基础的稳定性是由其抗冻拔能力所控制的,例如,在桥梁工程中桩柱冻拔造成的“罗锅桥”到处可见,而承载力不够桩基下沉造成的“反拱桥”却很少发生【1】。
因此,对于季节冻土区桩基础抗冻拔稳定性及其抗冻拔措施的研究是非常必要的。
在季节冻土区的桩基础一般必须穿过一定厚度的冻土层。
桩周土在冻结过程中由于与桩体表面冻结在一起而发生冻胀作用,在桩体表面产生切向冻胀力,由于这种冻胀力一般较大会对桩体产生破坏作用,产生冻拔破坏。
季节冻土区桩基础冻拔破坏有两种基本形式【1】:①桩基础整体上拔。
每年冬季来临地表开始冻结,切向冻胀力产生。
随着冻深加大,切向冻胀力逐渐增加,当切向冻胀力大于恒载、桩自重和融土层的摩阻力时,桩柱失去稳定,整体上拔。
②桩基础强度不够局部拔断。
对于埋入较深或扩大头较大的钢筋混凝土桩,由于在融土层锚固力较大,在较大切向冻胀力作用下,桩柱整体不能上拔,但由于桩体本身的抗拉强度不够而被拉断。
通过以上对桩基础冻拔破坏及其受力情况的分析(如图1),为确保上部建筑物的稳定,桩基础在冻结过程中应同时满足以下抗冻拔稳定条件【2-4】:P+G+F ≥K d T (1)K l T-P-G i -F iA≥≥≤f y ≤≤(2)式中:P 为作用在桩顶的恒载;G 为桩身自重;F 为桩在冻结锋面以下融土的摩阻力;K d 为抗冻拔稳定安全系数;T 为冻结层对桩的切向冻胀力之和;G i 为验算截面以上桩身的自重;F i 为验算截面至冻结锋面之间桩与融土层的摩阻力;A 为验算截面的面积,对于钢筋混凝土结构,为纵向受力钢筋截面积之和;f y 为验算截面桩体材料的设计抗拉强度,对于钢筋混凝土结构,则为受力钢筋的设计抗拉强度。
寒区桩基础的多场耦合分析模型及其应用
总的来说,寒区隧道温度场、渗流场和应力场耦合问题的非线性分析是一个 富有挑战性的研究领域,需要我们进行更为深入的研究和探索。通过科学的方法 和策略来解决这些问题,将有助于我们在全球气候变化的背景下,更有效地保障 寒区基础设施的安全和稳定。
参考内容二
在寒冷的地区,挡土墙的设计和建设面临着许多特殊的挑战。这些挑战主要 来自于寒冷的天气条件,包括低温、冻土以及可能的冻融循环。这些因素不仅影 响了挡土墙的应力场,还对其温度场和渗流场产生了深远的影响。因此,对寒区 挡土墙温度场、渗流场和应力场耦合问题的非线性分析就显得尤为重要。
(3)评估寒区桩基础的持久性。考虑冻土的力学性质和温度场的影响,可 以更加准确地评估桩基础的持久性和耐久性。
相对于传统的方法,多场耦合分析模型考虑了更多的影响因素,更接近实际 情况,因此具有更高的准确性和可靠性。但是,该模型也具有较高的复杂性和计 算成本,需要借助专业的数值计算软件进行求解。
寒区桩基础的动力学分析
一、温度场分析
在寒冷的地区,温度的变化对挡土墙的影响是显著的。低温会导致材料收缩, 而昼夜温差则会引起材料的热胀冷缩。这些因素都会在挡土墙中产生温度应力。 此外,由于冻土的存在,挡土墙还会受到冻融循环的影响,这进一步增加了温度 应力的复杂性。
非线性温度场分析需要考虑到材料的热膨胀系数、热传导系数以及外部环境 温度的变化。通过数值模拟方法,可以更准确地预测挡土墙在各种温度条件下的 响应。
二、渗流场分析
渗流是指流体在多孔介质中的流动。在挡土墙的情况下,这通常涉及到水在 土壤或岩石中的流动。渗流不仅会影响挡土墙的稳定性,还可能引发冰塞、冰丘 等问题。
非线性渗流场分析需要考虑土壤的渗透系数、孔隙率以及水的流动压力。同 样,数值模拟方法在这里非常有用,因为它可以帮助我们理解水流在挡土墙中的 运动,并预测可能的渗流问题。
季节冻土区边坡冻融稳定性分析
季节冻土区边坡冻融稳定性分析作者:贾春玲陈冬良来源:《南水北调与水利科技》2015年第08期摘要:随着西部大开发和振兴东北战略的实施,季节冻土区的基础设施建设将得到很大的发展,然而,季节冻土区边坡的冻融灾害是制约季节冻土去工程建设的主要问题之一。
基于有限单元法,建立了季节冻土区边坡冻融稳定性的数值模拟途径,以东北某一路堑边坡为背景,对初始含水量和冻结负温对融化过程中季节冻土区边坡稳定性的影响进行定量分析。
研究表明,土的初始含水量越大、冻结温度越低,边坡冻融稳定性越差。
分析成果可进一步充实季节冻土区边坡冻融稳定性的研究内容,对工程实践提供一定指导作用。
关键词:季节冻土区;边坡稳定性;数值模拟中图分类号:TU475文献标志码:A文章编号:16721683(2015)002018903我国是世界第三冻土大国,季节冻土面积约占国土面积的535%,多年冻土面积约占国土面积的215%[1]。
由于经济与国防建设的需要,我国在季节冻土区的开展了一大批基础设施建设,主要包括东北地区的中俄输油管道工程、哈尔滨至大连的高速铁路工程、301国道等。
目前,我国现有三分之二以上干线交通位于季节冻土区。
随着西部大开发和振兴东北战略的实施,季节冻土区的基础设施建设将得到更大的发展,然而,季节冻土区边坡的冻融灾害是制约季节冻土去工程建设的主要问题之一。
目前,我国的科研工作者对常温地区的边坡稳定性问题进行了深入的研究,取得了丰硕的成果,但是针对季节冻土区边坡的研究很少且资料分散,致使理论研究严重滞后于工程实践[25]。
因此,季节冻土区边坡冻融稳定性研究迫在眉睫。
鉴于上述,本文根据季节冻土区边坡春融期易发生滑坡的现象,基于有限单元法建立了季节冻土区边坡冻融稳定性的数值模拟途径,以哈同公路某一路堑边坡为背景,对初始含水量和冻结负温对融化过程中季节冻土区边坡稳定性的影响进行定量分析,并对计算结果进行了讨论。
本文的研究对有效解决寒区筑路技术的棘手难题、避免或减轻道路冻融病害无疑具有极其重要的现实意义。
冻融循环作用对土体性质的影响研究现状
冻融循环作用对土体性质的影响研究现状摘要:冻融作用对于冻土地区的实际工程建设有很大的影响,所以冻融作用也是工程建设中十分重要的研究课题。
本文首先简要介绍了冻融引起的灾害,冻融循环试验的仪器方法和冻融循环改变土的物理力学性质等方面。
关键词:冻土,冻融循环试验,冻融作用0.引言冻融作用是实际建设工程中十分重要的影响,所以研究土冻融作用后的物理力学性质尤为重要。
冻融灾害是季冻区工程建设的重要问题之一。
已川藏铁路为例,土体经过冻融作用使得边坡发生失稳滑动,冻土边坡表层土体强度降低,是以川藏铁路为例季节性冻土边坡破坏的主要因素[1]。
因此,为减少冻融循环引发的工程灾害,研究冻融循环作用对土体性质的影响是十分必要的。
1.研究冻融循环试验的仪器与方法室内土的冻融试验一般将试件放置于圆筒模型内,根据试验要求会在内部装上温度探测器来监测土样内部的温度变化,将土样放入恒温箱中,可以用位移器来监测试样在冻融过程中的产生位移变化。
此外,在冻融过程中有开放式的,完全封闭式的,半封闭式,对于冻融试件有加围压和轴压两种加压方式。
冻结方式对各个研究者而言也各不相同,可以按照施加冷源的位置来分类,一般有单向冻结,单向融化,偶尔有双向冻结,单向融化等。
冻融对土的物理力学性质的影响一般用剪切、压缩固结、静三轴、动三轴等试验考察土工程性质在冻融循环作用下的改变。
2.冻融作用引起土物理性质的变化学者研究发现冻融循环可以使土的液塑限发生一定的变化[2],也可以使土的颗粒级配发生变化[3]。
通过大量试验表明土样在冻融过程中内部会出现细小裂隙,而土样中的冰晶也会发生融化导致土样内部大孔隙的形成,因此土样的孔隙比减小,但渗透系数一般会有所增大[4]。
通过学者研究表明渗透性是土样在冻融过程中变化最为显著的。
Chamberlain等[5]研究表明,冻融后渗透性与孔隙比变化有一定的关系。
后来学者齐吉琳[6]等通过大量研究表明不同密实度的土的在冻融试验中渗透性会有不同的变化趋势,但整体呈现增大趋势。
温度循环下能量群桩的热-力学特性数值分析
较之单能量桩,能量桩群桩的工作机理要复杂 得多,它受到群桩规模、能量桩数和布设方式、桩端 约束、地基土种类等众多因素的影响。显然,现有的
研究还仅仅是初步的,特别是饱和黏土地基中能量 桩 -筏基础热 -力学特性的研究相对较少。有鉴于 此,本文采用热 -渗流 -力三场耦合有限元法,模拟 饱和黏土地基中悬浮 7×7能量桩 -筏基础中能量 群桩的热 -力学响应,研究力学荷载与长期冷 -热 循环共同作用下桩头沉降、桩身应力、地基土温度和 地基土中超静孔压的变化和分布,为黏土地基能量 桩 -筏基础设计提供参考。
析不同,饱和软土地基中能量桩 -筏基础的热 -力
学响应是三维热 -渗流 -力(THM)三场耦合问题,
采用三维三场耦合有限元分析非常复杂,数值计算
也非常耗时。由于本文研究重点在于能量桩 -筏基
础的热 -力学特性,将上述复杂的三维 THM耦合问
季节性冻土区铁路路基冻害研究现状
运营管理季节性冻土区铁路路基冻害研究现状朱志有,王磊,刘振奇,李雄锐(中国建筑土木建设有限公司西南分公司,重庆404100)摘要:近年来,我国季节性冻土区铁路路基冻害研究积累了诸多经验,也取得了良好的工程实践效果。
但是,在地质、气候、冻融循环等诸多因素共同影响下,季节性冻土区铁路路基冻害问题仍然突出。
在交通强国、东北老工业基地振兴、西部大开发等新时代战略驱动下,越来越多的铁路工程向季节性冻土区推进,我国铁路网也将进一步完善。
基于现有研究基础及成果,分别从土体路基、涵顶及桥涵过渡段路基、石质路基等方面,讨论季节性冻土区引发路基冻害的主要因素,对在建铁路和既有铁路的路基冻害治理措施研究现状进行分析与总结,并提出有针对性的深化研究建议。
关键词:季节性冻土区;铁路路基;冻害;填料;排水;注浆;地温控制中图分类号:U213.1文献标识码:A文章编号:1001-683X(2022)03-0124-07 DOI:10.19549/j.issn.1001-683x.2021.09.09.0010引言我国多年冻土面积约2.060×106km2,占陆地面积的21.5%;季节性冻土面积约5.137×106km2,占陆地面积的53.5%[1-2]。
在冻结状态下,冻土强度较大、压缩模量高,具有弹性体的工程性质特征;当温度升高时,其冻结状态逐渐消失,土体强度急剧下降,并产生冻土蠕变和流变现象[3]。
在“交通强国”“东北老工业基地振兴”“西部大开发”等新时代战略驱动下,我国冻土区铁路网进一步完善。
但是,冻土地区特有的地理位置、气候特征及地质条件等因素,导致了基础设施建设过程中的诸多问题,铁路路基冻害就是其中一项较严重的问题。
由于季节性冻土区冬季温度低、夏季温度高,土体常年处于冻融循环过程中,导致该类土体在不同季节其结构受力存在极大差异。
同时,土体冻融循环还可能造成土体出现塌陷及鼓包现象,导致季节性冻土区常出现路基冻害。
《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008简介
5 基桩布置 (1)排列基桩时,宜使桩群承载力合力点与竖向永
久荷载合力作用点重合,并使基桩受水平力和力矩 较大方向有较大抗弯截面模量。 (2)对于桩箱基础、剪力墙结构桩筏(含平板和梁 板式承台)基础,宜将桩布置于墙下。 (3)对于框架-核心筒结构应按荷载分布考虑相互 影响,将桩相对集中布置于核心筒区域。
1.3 按桩径分: (1)小直径桩: d≤250mm ; (2)中等直径桩: 250mm <d<800mm; (3)大直径桩: d≽800mm 2 桩型、施工工艺选择 (1)对于框架-核心筒桩基宜选择基桩尺寸和承
载力可调性较大的桩型和工艺。 (2)挤土沉管灌注桩用于淤泥和淤泥质土层时,
应局限于多层住宅桩基。
Smax≤40mm,△Smax≤0.0008L。
刚建成或在建项目:北京电视中心、北京万豪大酒 店、威海海悦国际大酒店、北京国际财源中心、望 京嘉美风尚酒店、嘉美风尚写字楼,陕西法华寺合 十舍利塔等工程的桩基础均采用变刚度调平概念设 计。
3-7 桩的选型与布置
1 基桩分类 1.1 按承载性状分: (1)摩擦型桩:摩擦桩、端承摩擦桩; (2)端承型桩:端承桩、摩擦端承桩; 1.2 按成桩方法分 (1)非挤土桩 (2)部分挤土桩 (3)挤土桩
单桩在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出 现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载。
7 极限侧阻力标准值 相应于桩顶作用极限荷载时,桩身侧表面所
发生的岩土阻力。 8 极限端阻力标准值
相应于桩顶作用极限荷载时,桩端所发生的 岩土阻力。 9 单桩竖向承载力特征值
变形与反力示意
图3-6-4 均匀布桩与变刚度调平布桩的 变形与反力示意
图3-6-5 变刚度布桩模式
变刚度调平概念设计要点
项目研究背景与目标
一、项目硏究背景与目标1 • 1项目硏究背景全球多年冻土分布面积3500万平方公里,占陆地面积的25%,季节冻土区约占陆地面积的70%。
中国的多年冻土以青藏高原高海拔冻土为代表,在全球冻土界具有无可替代的地位;分布面积约21.5x105平方公里,占国土面积的22.3%,位居世界第三; 季节性冻土约占国土面积的53.5%。
目前,全球气候坏境正在经历一段变暖周期,在升温和人为活动作用增强的背景下, 多年冻土响应逐渐显现,国内外多年冻土地区公路硏究现状查新以及多年冻土地区已建成通车的公路使用现状调查和分析均表明,冻土路基热融沉陷、路基下冻土温度场各向异性导致人为上限非对称变化引发的路基纵向开裂、沥青路面下路基尺寸效应等问题,均尚待进一步探索和硏究。
特别是国家"十一•五"规划已将青藏高速公路建设提上日程, 由于高原特殊的地理坏境,高速公路修筑将面I缶比青藏公路复杂得多的冻土地质病害问题及生态坏境保护问题,高速公路建设期及运营期本身的安全、高速、舒适的行车要求也将给公路建设提出更高更新的目标。
因此,多年冻土地区公路1彦筑技术尚需逬一步深入硏究,主要问题如下:(1)冻土地质勘察沿用非冻土地区常用方法和手段,冻土分类与定性准确性不高;⑵冻土路基硏究注重抬高路基、增设保温护道对下伏冻土的被动保护,对因填料导热性能改变而产生的路基尺度效应(路竟、高度、边坡坡度及护道尺寸)未作深入硏究,设计理念有待突破和提升;⑶对路基病害发生的机理缺乏系统深入的理论分析,冻土路基稳定措施针对性不强,处治效果不理想;⑷对重交通荷载下冻土区路面结构适应路基变形的能力研究不系统,多年冻土区沥青路面耐久性能硏究尚处空白;⑸没有开展对多年冻土区特别是青藏高原生态环境极其脆弱地区的环境保护硏究,有针对性的坏境影响评价方法及生态恢复技术亟待建立;⑹多年冻土区公路养护理念落后,缺少先进适用的工艺和技术,养护材料研究技术储备不足,养护机制不健全,影响了路面功能与寿命;(7)季节冰冻地区公路路基路面稳定技术有待创新,路基结构、形式,路面材料与结构组合对排水抗冻性能的要求等需要进一步硏究。
冻土地区输电线路基础防冻胀措施现状研究
冻土地区输电线路基础防冻胀措施现状研究刘 阳 马 俊 廖发祥(湖南三一智慧新能源设计有限公司)摘 要:架空输电线路具有路径长、跨越区域广、地质复杂等特点,路径规划时往往无法避开冻土区域,如何选择最佳的防冻胀措施将是工程建设过程中亟需解决的问题。
本文简要地介绍了冻胀成因、冻胀等级分类、计算方式及冻胀产生的危害,回顾总结了传统防冻胀措施的优缺点并做出简要评述,并介绍了现阶段新型防冻胀措施研究成果。
分析表明,目前输电线路防冻胀措施主要采用锥柱基础、桩基础、回填非冻胀性土、强夯加固、玻璃钢模板、热棒、涂抹剂、双护筒、新型基础等方法,而找出一种施工简便、经济适用、防冻胀效果好的方法将是今后防冻胀措施研究的重点方向。
关键词:输电线路;冻土;防冻胀措施;锥柱基础0 引言冻土是一种温度低于0℃,含有冰的土岩。
按照冻结时间主要分为三大类:永久冻土、季节性冻土和瞬时冻土[1]。
我国的冻土区域分布广泛,永久冻土主要集中在高纬度和高海拔地区,温度常年处于负摄氏度;而季节性冻土主要分部在东北、西北、华北等高纬度地区,这类冻土存在着冬天冻结夏天融化现象,与季节气候变化密切相关。
架空输电线路具有路径长、跨越区域广、塔位点状分布和地质情况多样复杂等特点,在进行路径规划设计时,往往无法避开冻土区域。
鉴于以上客观条件限制,基础工程设计时必须要做好冻胀防止措施,因此在对冻土冻胀机理研究的基础上探讨如何有效防治冻害具有重大的现实意义。
1 输电线路基础冻胀分析1 1 冻胀原因分析根据现有理论,冻胀现象的产生需同时满足3个条件[2]:(1)场地土为冻胀敏感性土,如:粉土、粉质黏土或粘性土等;(2)场地土中含有一定的水分,或者场地土中地下水位较高;(3)外界的气温低于0℃。
上述条件中,场地土类及地下水位高低带有随机性,并无规律可循,但是气温条件具有地理性规律可循,我国学者根据地理位置绘制出《中国季节性冻土标准冻深线图》,当无资料时,可根据该图查询当地标准冻土深度。
近年来隧道方面的国家自然科学基金项目摘要
隧道方面的自然基金项目摘要1批准号50078002项目名称:隧道工程信息化设计与智能分析方法研究项目类别:面上项目申请代码:E0807项目负责人:乔春生负责人技术职:称教授依托单位:北京交通大学资助年限:01/01/2001 - 01/12/2003 资助经费17(万元) 中文摘要:以新奥法为基础的隧道工程信息化设计思想已提出了几十年,但目前我国隧道设计仍然以工程类比法为主。
这主要是由于信息化设计的各个环节严重脱节,缺乏功能齐全、使用方便、形象直观的计算与分析工具。
针对这一问题,本项目通过理论分析和试验研究,重点进行了隧道工程三维可视化快速仿真方法研究及计算机程序开发、隧道工程监控量测数据智能处理方法和隧道变形预测的智能方法研究。
对有限元求解器进行了改进,使计算速度和效率明显提升;提出了新的地下工程可视化三维建模方法和计算结果的三维可视化方法,以此为基础编写了岩土工程三维有限元可视化仿真程序;首次将以统计学习理论为基础的机器学习新方法- - 支持向量机回归算法引入隧道工程设计,在传统支持向量机一元回归算法基础上,提出了支持向量机多元回归算法和隧道位移反分析与位移预测的智能方法,解决了传统反分析方法需要事先假设围岩力学模型的难题,与人工神经元网络相比,可以较好地解决局部优化、样本数量不足等问题。
通过对浅埋单线电气化铁路隧道的应用证明,这种新的智能分析方法计算误差小,使用方便,可满足现场使用要求。
研究成果将有利于提高我国的隧道建设水平。
中文主题词:隧道工程,可视化计算,支持向量机,反分析,变性预测英文摘要:The informative design iedr of tunnel based on the New Austrilian Tunnel Method has been propsed for decades, but the tunnels of our country is generally designed based on the engineering experience and the performance of existing tunnels in similar ground at present. This is mainly because of disconnect of links for NATM and lack multiple functional, easy to use, computation and analyze tools. In order to improve the actuality mentioned above, some experiments in situ and analytical studies about visual simulation method and software can beused to tunnel engineering as well as intelligent prediction method of tunnel deformation were carried out.A fast three-dimensional finite element simulation method and a visual computing program which can be used to simulate procedures of the tunnel excavation and support was developed. The complex three-dimensional shape models can be built up easily using the program. A new intelligence method for displacement back analysis and prediction of tunnel deformation as well as the design of tunnel shotcrete-bolting support parameters based on support vector machine (SVM) was proposed. It has stronger generalization ability because the SVM theory is based on the minimization of structure risk principle. The algorithm of SVM is a convex quadratic optimization problem, therefore the solution is certainly the global optimum. Different from the classical support vector regression (SVR) algorithm which can only solve the single output variable problem, an improved SVR algorithm is proposed to resolve problemwith multiple output variable regression; the corresponding code is developed in MATLAB. The maximums of relative errors for convergences prediction of the tunnel were not greater than 6.5% and can meet the demands of tunnel engineering. It was found that the Bspline kernel function has better effectiveness compared with the RBF kernel function for prediction of tunnel convergence. Compared with BP network, the improved SVR algorithm makes great improvement in the precision of the design results, and can be employed to the similar engineering situations, the support vector machine is applicable to estimation of tunnel deformation.英文主题词:tunnel engineering;visualized scientific computing;support vector machines;displacement back analysis;deformation prediction2项目编号 50978019项目名称承载地层中隧道开挖影响分区与支护荷载分布的力学机制和计算模型研究项目类型面上项目申报学科1 (E080506) 研究性质资助金额 35.00万元开始日期 2010年1月1日完成日期 2012年12月31日项目摘要在承受附加荷载的地层中开挖隧道是城市地下空间开发过程中的一种常见情况。
2020年《地下空间与工程学报》总目次
2020年《地下空间与工程学报》总目次第1期・地下空间开发利用・基于系统动力学的地下物流系统对城市发展影响研究基于室内定位的地下商业综合体疏散引导策略研究…小城镇地下综合管廊规划建设与管理.............・理论与试验研究・岩石裂纹扩展诱发的强度弱化模型研究........... 围岩气体渗流解析计算中重要假设的数学证明....岩石动态断裂过程的能量分析...................压桩挤土位移变分模型及理论解答研究........... 圆形盾构隧道水土压力表示与计算半径取值分析•…水压作用含贯穿裂隙类岩石试件力学性能研究....黄土结构屈服损伤与其土水特征的关系............ 基于TSP和PCA-Bayes法的隧道围岩分级........次裂纹几何分布对裂纹岩体破坏机制影响研究....冻融腐蚀后大理岩变形局部化规律研究............ 龙游石窟5号洞室的破坏机理研究................高温热处理共和盆地干热岩力学特性实验研究.....压实膨润土膨胀应变时效性试验及模型研究.......生石灰膨润土泥浆土压盾构渣土改良试验研究……珊瑚砂微生物固化体三轴压缩声发射试验研究.....兰州红砂岩极限承载力深度修正方法试验研究.....扩大头构件受力机理的大比例尺模型试验研究……基坑支护倾斜悬臂桩受力变形特性试验研究......基于离散元方法的锚碇岩-碇接触力学性质研究……基于离心机模型试验的超深基坑受力变形研究.....・设计、施工、监测・长大单洞铁路隧道紧急岀口设置间距确定.......... 岩石群锚杆基础界限间距与群锚效率估算方法•……双锚固段新型锚索锚固机理数值分析及应用......高层建筑地下室上浮变形特征及处置措施研究……序贯高斯模拟在围岩质量预测中的应用............ 含石膏泥灰岩地质特点及隧道工程影响分析......•防灾与环境•基于有限元极限分析的双孔隧道稳定性分析......特大断面公路隧道地震动力响应分析.............. 基于HHT分析隧道围岩结构爆破累积损伤效应……花岗岩巷道岩爆声发射振铃计数波动规律研究.....含盐量和注浆对硫酸盐渍土中SRB还原效率影响…地埋管群全年蓄热取热同步模式下岩土传热特性……有限宽度土体主动土压力的离散元模拟研究.......颗粒级配对残积土MICP灌浆效果的影响评价.....泥石流软基消能排导槽流速与消能特性试验研究……嵌岩桩及较破碎岩石桩基影响系数探讨..........................杨涛,董建军,郭宗逵(1)...................耿康顺,张晓涛(7)高银宝,谭少华,谭大江,陈杰,曾献君(14).............李晓照,戚承志,邵珠山(26).................钟巍,田宙,王铁良(35)孙友杰,戚承志,朱华挺,郭云鹏,王玉琪(43).............高子坤,朱海峰,傅长荣(50)黄大维,冯青松,唐柏赞,涂文博,梁玉雄(5刀••…董振兴,李勇,朱维申,蔡卫兵,徐翔(64)......................褚峰,邵生俊(73).・吕擎峰,赵本海,潘松杰,霍振升,马博(80).................李硕,宁宝宽,于群(87)..........孙琦,姚念希,张淑坤,于阳(97)............于超云,张慧慧,唐春安(106)……卢运虎,王世永,陈勉,金衍,杨帅(114)...........................赖小玲(122)...................黄志强,冯东林(128)申春妮,方祥位,姚志华,刘汉龙,黄涛(134)............李凯甜,邓荣贵,周其健(141).....李永辉,陈陆杰,赵鹤飞,郭院成(149).........孔德森,张杰,王士权,刘一(160)'张茂础,崔臻,盛谦,马亚丽娜,张善凯(169)..............郭海庆,陶善之,张泉(177)李琦,王明年,于丽,罗欣宇,李敏(187)................刘伟,董天文(194)................袁坤,张玉芳(201)……于贵,李星,舒中文,刘乃康(211).........成涛,李晓军,陈建琴(219)..............许崇帮,王华牢(227)•赵明华,侯继超,彭文哲,张锐,赵衡(234)梁波,赵冯兵,任兆丹,张青松,李高歌(243).....胡刚,费鸿禄,包士杰,杨智广(249)••…张艳博,张行,孙林,姚旭龙,梁鹏(260)...............彭述权,王凡,樊玲(267)••吴晅,周雅慧,路子业,刘卫,侯正芳(274).............肖昕迪,李明广,吴浩(288)••靳贵晓,张瑾璇,许凯•黄明,邱继业(295).............刘曙亮,游勇,李小勇(303)王田龙,詹黔花,帅海乐,黄质宏,宋勇(312)第2期•地下空间开发利用•城市CBD地下空间耦合规划方法探索..............................................宋博文,王卫东,谭栋杰(319)基于公共空间建构的地下特色街区开发研究................................................刘皆谊,程元泽(325)中心城区既有地下公共空间活力评价研究..............................................阎波,贾鑫铭,王尽遥(334)多因素耦合的新区综合管廊系统布局方法研究..........................................王俊佳,王成坤.陈郊(345)•理论与试验研究•节理起伏角对非贯通节理岩体力学特性的影响.....泥水平衡盾构中海水泥浆性质试验研究............成浆方式不同盾尾浆液的压缩与强度特性试验.....非饱和砂质黏性紫色土一维渗透特性试验研究.....基于摄影法的红黏土裂隙试验研究................行星式椭圆形顶管机直接切削管片试验研究........长江口软土的次固结特性试验研究及应用........大尺寸富水卵砾石样冻结状态下的力学特性........影响格栅加筋膨胀土拉拔试验的新因素分析.......土拱效应下的挂板式斜插桩板墙模型试验研究......考虑初始应变的成都黏土分数阶导数经验蠕变模型…未穿透覆盖层的自流井渗流模型与解析解..........不排水桩复合地基非线性固结解析解.............砂岩单轴压缩破坏全过程声发射主频特征分析.……加载速率对煤样破坏力学及声发射特征研究........冲击荷载作用下灰岩的能量耗散及损伤演化规律研究花岗岩残积土抗剪强度指标取值影响的研究......巷道开挖面抗剪承载结构形成和蠕变规律研究......横向荷载作用下扩底桩弯曲破坏性状分析..........环向螺栓锈蚀对盾构隧道承载性能的彫响........含裂纹试件双轴压缩裂纹扩展数值模拟研究........基于机器视觉的高铁隧道衬砌裂缝骨架拐点识别••…•设计、施工、监测•••…陈庆芝,张玉石,刘远明,王唯.曹凯(351)杨振兴,孙振川,游永锋,吕乾乾.陈瑞祥(359).....武亚军,方敬奇,张孟喜.凌宇峰(366).......李达,汪时机.李贤,毛新.曹挺(373)••熊俊豪,刘宝臣,刘磊,颜荣涛,张炳晖(381)...............袁一翔.庄欠伟,张弛(388).....秦爱芳.赵忠义.孙德安,林哲鑫(395)胡双平,叶万军.张晓峰,胡智民,李长清(406).......................万亮,杨和平(412)-屈俊童,段自侠.雷真,字晓雷,屈林河(420)....................任鹏,王鹏,唐印(431).............王玉林,谢康和,李传勋(439)..........陈宙翔,郭彪,房锐,张文波(445).............王创业,常新科,杜晓娅(451).............高保彬,钱亚楠.吕蓬勃(463)..................方正峰,邹飞,唐旭(475).....李静荣,赵占仑,曾令浓,汤连生(484)彭瑞,欧阳振华,朱建明,赵启峰,刘金海(493)..............................孔娟(502)........殷剑光,金浩,宫全美,周顺华(508)............................米文静(516).........王睿,漆泰岳,万宇,于海莹(524)基于等摩擦耗能的滚刀多目标优化布局.....基于DTS的土体分布式导热系数测试方法••…不同均质度的粘土劈裂注浆特性及效果分析…基于现场监测统计的隧道围岩压力特征分析…基于两种DIC方法的含孔洞土样变形破坏观测超大直径空心变阶桩沉降算法研究及应用实例基于全息变形监测的隧道支护评估体系研究•••防灾与环境•基于经验方法的铁矿深井围岩岩爆倾向性预测…节理特性对顺层隧道破坏模式及稳定影响分析…冲击载荷下新型炮眼堵塞器的力学特征研究……含滑移界面复合式衬砌隧道地震响应边界元模拟火源高度对隧道烟气温度及质量流量影响研究•乔金丽,孟秋杰.刘建琴,徐源浩,薛桂香(531)..........桑宏伟.张春光,刘洋,张丹(540).....唐亚周,雷进生.马波.戴康,李申(547)..................梁庆国,房军,贺谱(555)........王学滨,张博闻.董伟.侯文腾(567)••刘豆.耿大新.胡文韬,上官兴,徐长节(577)..........李涛.仇文革,程云建,李斌(583)...............朱永生,李振,梁久正(591).....何长江,冯君,江南,张俞峰,黄林(599)杨东辉.宁掌玄.赵毅鑫.罗化峰.吕兆恒(608)..................刘中宪,李楠.黄磊(615).....陶亮亮,周小涵,王浩然,曾艳华(629)第3期•地下空间开发利用•城市地铁与地下物流系统协同运输方式研究.............................陈一村.董建军,尚鹏程,陈志龙.任睿(637)运用空间叙事营造场景的地下空间研究刘皆谊.杨陈婷(647)城市地下空间综合管理关键问题研究.....................................................•理论与试验研究•刘荆,邹亮.羊娅萍(656)卸荷路径下花岗岩变形与破坏特征试验研究•…花岗岩高温疲劳效应研究.................... 水对微波辐射下硬岩劣化效果的影响试验研究…围压影响的盐岩压缩力学特性及非线性本构模型 孙雪,李二兵,韩阳,段建立,濮仕坤(665)..............田振兴,苏培东,孙强(680)•-戴俊,王羽亮,黄斌斌,王苑朴,李慧(691)……张华宾,张顷顷,王来贵,冉莉娜(697)千湿循环作用下硫酸盐渍土强度特性试验研究岩石破坏瞬间压机-岩石系统振荡特性研究…结构物-标准砂界面剪切机理试验研究.....考虑冲刷深度变化的桩基小型振动台试验研究.............马君泽,张卫兵,张笑(704)................董京楠.金衍.陈勉(714)郭聚坤.雷胜友.王瑞.寇海磊.荣文涛(722)黄显彬.侯松,刘晨阳.梅玉娇,郭子红(734)非开挖水平定向钻钻杆全尺寸疲劳试验研究李志杰.曾聪,杨善,董顺(741)基坑双排桩支护的桩间土等效计算模型研究曹净.钱国伟,高越,左怀西(749)含交叉裂隙岩体力学性质数值模拟研究.......混合型缓冲材料水分迁移及干缩开裂规律研究•… 密实砂土中竖向受压PCC 桩端阻力计算方法研究局部周期性应力波作用下地下结构动力响应•…… 冲击荷载下浅埋框架结构上的动载计算分析•…… 理想砂井地基径向弹黏塑性固结分析.........锚杆与围岩共同作用的围岩特性曲线修正分析•…下伏空洞岩石地基极限承载力计算方法研究…•… 运用等效应力法建立压剪型危岩破坏判据的研究 宽级配粗粒土的内部侵蚀试验及其稳定性判别“•设计、施工、监测•..... 张梅丽,梁正召,高敏,武娜(758)刘平.潘东坍,焦大丁,赵亮,杨鸿锐(770) 陈亚东,于艳,陆凡,蔡江东.王旭东(780) ••张裕,刘元雪,高屹,谢凌,谭仪忠(787)刘付威,余沛,张埴铭,高素芹,张伟(796)••-刘忠玉,朱新牧.夏洋洋,张家超(804) ........... 谭鑫.金宇轩,赵明华(812) ........... 雷勇.邓加政,刘一新(820) ................陈洪凯,张金浩(827) ........梁莉,田大浪,宁越,王雄(835)新型煤岩体加固注浆料制备及应用分析.............................................................王晓蕾(844)喷射混凝土力学时空特性在中东抽蓄中的应用 地铁隧道横向变形的激光扫描检测方法及应用 基于激光扫描的盾构隧道断面提取与变形研究 电磁辐射法在某水电站岩爆监测中的工程应用...........................徐全.吴家耀,褚卫江.曹爱武,刘加进(852)..........................................吴昌睿.黄宏伟,邵华(863)..........................................谢雄罐,黄炎.赵铭睿(873)...........................周春华,李云安,尹健民.崔志刚,汪洋(882)埋地平行铁质管线磁异常模拟与探测识别杆式多点位移计监测资料可靠性分析•… 赵丹丹,杜坚,郭智勇,徐伟,刘忠祥(891) ……陈菲.邓建辉,魏进兵.高春玉(897)•防灾与环境•地面出入式盾构隧道施工对周边地层扰动研究•基坑围护结构侧向变形引起的坑外土体变形研究悬挂式止水帷幕基坑降水控制措施研究.......深厚软土地区大型沉井突沉行为分析........单洞双向公路隧道火灾人员疏散救援研究……........高守栋,刘超,张子新,刘海(903) 杨庆光,梁凌川,柳雄,邓方根,杨治飞(915)..................李光明,李明生(921) ……张治成,邓燕羚,郑锋利,王金昌(933)-王星,屈建荣,夏永旭,王蕾,郑云辉(944)第4期•地下空间开发利用•北京市地下空间资源利用地质适宜性评价研究.............................何静,周圆心,郑桂森,王继明,刘予(955)不动产地下空间权利界限确定方法•理论与试验研究•周沛,熊文华(967)膨润土-砂混合物缓冲层热传导性试验研究……软土地区竹节桩复合地基承载特性试验研究……昆明泥炭土工程性质原生各向异性试验研究……湿陷性黄土场地孔内深层超强夯挤密桩试验研究能源地下连续墙温度应力的离心模型试验研究…聚丙烯纤维气泡混合轻质土抗压力学性能研究•钢管后压浆预压托换桩竖向承载力性能分析•………刘平,赵亮,焦大丁.杨鸿锐,潘东明(975)……郦亮,叶俊能,周晔.刘干斌,朱瑶宏(986) ........桂跃,方超,徐其福,缪宁,杨松(993)赵治海,徐张建,燕建龙.盛云鸥.刘学峰(1004) .....李淑勇.夏才初,朱建龙,程晓辉(1012) .......王宗建.孙志城,卢谅,李金博(1021)白苗苗,唐丽云,张淑云,杨更社,申艳军(1030)天津地铁1.2.n管片环间樺式接头抗剪性能分析…单向循环荷载下超固结软黏土的永久变形特性••…钻孔埋入式后压浆管桩水平承载特性研究.......不同包裹角度下GFRP复合桩水平承载特性研究••几种高硬度透明材料与砂土接触面力学特性研究…承台刚度对受荷群桩基础承载性状的影响研究••…海相软土热力学本构模型研究..................考虑下卧弹性基岩的地下结构抗震分析模型.....基于桩土相互作用的嵌岩能源桩传热计算.......基于数据融合的山岭隧道围岩稳定性评价方法••…木寨岭隧道大变形分级标准与支护时机研究.....缓冲材料热-水-力耦合模型试验研究...........裂隙岩体质量三维精细分级S-RMR””方法及可视化•设计、施工、监测•长大双洞公路隧道联络通道间距设置研究........基于损伤预测的粘土围岩深地质处置库碉距分析••基于GA-SVM岩土参数反演的改进PBA工法研究城市市区地下空间暗挖工法适应性研究..........上海运营地铁盾构隧道收敛变形规律研究.......基坑可拆卸双肢BFW活络端现场应用与试验验证•防灾与环境•........张稳军,张琪,张高乐,宋传辉(1040) ..............................孙磊(1048) .....杨之俊,方晴,吕布,梅灿,傅旭东(1056)张建伟,尹海峰,李荣翔,张鹏翔,娄蒙凡(1062) ............邓衍博,陆勇,祁文,姜雨(1069)单华峰.王春凌,夏唐代,卢玉华,陶海冰(1078) .......................刘鹏,黄容聘(1088) ...............杨喻声,禹海涛,袁勇(1096) .............黄庆伟,刘齐建.高文华(1102)••…谢欣,吕波,王利宁,薛亚东.黄宏伟(1108)••王永刚,丁文其,刘志强.王者超,李歲(1116)曹胜飞,刘月妙.谢敬礼,马利科.高玉峰(1123)•-陈庆发,刘恩江,高飞红,尹庭昌,高远(1130)..........王星,任博,王永东,夏永旭(1142)■-梁海安,胡清波,杨婷,刘平辉,刘晓东(1153) ......孙明志.戴文亭,孙思博,曹耀兮(1163) .......................袁贝,陈卫忠(1172) ...............邵华,黄宏伟,王如路(1183) ........张明聚,杨萌,李鹏飞,陈金刚(1192)交通荷载下城市路面塌陷问题的试验研究.....地下水开采引起的地面沉降计算方法及分析……下伏软弱夹层路基堆载对桩基影响及处治方法•隧道中硫化氢有毒气体分级防护体系.........施工环境对膨胀土基坑支护变形影响的模拟分析超大直径泥水盾构施工对相邻单桩位移影响研究松软煤层托顶煤巷道煤柱宽度优化及控制技术•基桩下伏矩形溶洞稳定性分析.....................时刚.王宇魂,武天仪.刘忠玉(1202)……李静伟,许成顺,罗文林,钟紫蓝(1210)董芸秀,冯忠居.冯凯.文军强,何静斌(1219)•-唐协,李世琦,周雄华,王俊,石锦岩(1230)康景文,任新红,刘永红,李可一,王岩(1238) ..........廖晨,刘超,张子新,刘海(1248)陈川,马振乾,官瑞冲,梁旭超,宋文献(1258) ........杨博铭,赵明华,肖尧,赵衡(1265)第5期•地下空间开发利用•杭州萧山钱江世纪城亚运村片区地下空间规划........................................................黄慷(1273)宁波老城区中小学校园操场地下空间利用研究.................................................赵圣洁.牛牧(1286)编制导则与需求导向视角下的地下空间规划探索...............................................刘君,易伟全(1294)省会试点城市综合管廊规划设计与方法探究........................................................崔海婕(13()4)地下空间出让价格评估方法分析与案例探讨........................................................张金娟(1312)•理论与试验研究•酸化前后碳酸盐岩微细观组构及力学性能研究.......粗糙度对土石混合体与结构接触面剪切特性的影响••…沉井基础设置根键及压浆后处理原位试验分析........ 砂性土层大直径浅埋隧道掘进试验及离散元模拟..... 静动载下筋材变化对加筋土挡墙性能影响分析........ 原状与重塑黄土抗拉强度差异性研究...............煤岩本构关系与冲击倾向指标的力学分析...........含黏粒砂土动力特性试验研究....................... PAC改进真空预压法加固软土地基试验研究..........地铁车站一次扣拱暗挖逆作体系模型试验研究.......冻融对固化钻井泥浆强度及重金属浸出量影响.......考虑地层变异的浅基础承载力分析.................. 洞室岩体质量的多维联系云评价模型................ GSI围岩评级系统下围岩新型统计损伤模型..........基于改进Harrh函数的黏土分数阶统计损伤模型..... 锚固围岩流变特性与隧道衬砌压力演化规律研究..... 地应力作用深大竖井受力机理及稳定性研究.........偏压荷载作用下顶管力学响应及其影响因素..........大直径钢管复合桩承载特性研究.................... 三维裂隙网络建模技术修正及其工程应用...........•设计、施工、检测•寒区隧道新型维护型防排水系统研究...............城市新建隧道下穿既有道路影响分区研究...........对两个基坑支护规范有关土钉检测值的探讨..........临时支撑阶段变截面沉管隧道力学响应特征及加固措施-刘厚彬.崔帅.孟英峰.朱达江.李玉飞(1321)陈美婷,赵光思,雪青华.任明辉.沙汝晨(1328) ......何春林.龚成中.潘鹏超.陈东旭(1338) ..............张志华.张谢东.吴飞翔(1345) ..........王家全.侯森磊,唐湮,唐毅(1352)吴旭阳,梁庆国.罗从双,李春清.王丽丽(1362)••…丁鑫,肖晓春.潘一山,吕祥锋,吴迪(1371) ..........宋晓丽,张瑾.张鹏.凌贤长(1383) .....................庞毅玲.胡岱文(1391)康富中.李翔宇.宫剑飞.高文生.杨秀仁(1397) .....程寅,于浩,李钦栋,陈景,李亚非(1405) -张东明.代鎮锋,王慧,黄宏伟,胡群芳(1412) ........汪明武.龙静云,王霄.金菊良(1420) .....................张树光.刘文博(1426) ....................任鹏.王鹏.唐印(1435) ..................邵珠山.吴奎.秦溯(1442) ..............冷希乔,严金秀.韩璃萱(1451) ......童恺旻,杨春山,高振宇,黄雪阳(1459) .....崔允亮,王海峰,王新,魏纲.周锋(1467) .....李冬伟,刘健,陈亮,成功,李炜强(1476)................邓成锋.夏才初,何佳(1484) ...............................易立(1490) ........................郝峰.周瑞国(1498) ......杨春山.魏立新.莫海鸿.陈俊生(15()4)基于主动式纠偏的曲线顶管施工力学特性研究•…深孔注浆条件下地铁施工地层位移预测研究.....综合管廊穿越黄土挖填方场地受力变形状态研究•基于CPTU贯入深度超前滞后效应的数值模拟研究•防灾与环境•......................王永东,胡强.张化川(1511)……….............王鑫.罗富荣.张飞.韩埴(1521)••播•汀••…段旭.董琪.叶万军.门玉明.张昌翌(1529)..............耿功巧,蔡国军,陈妍,刘松玉(1538)地下采场爆破炮孔堵塞效应及长度研究……基于损伤过程耦合的断层空间滞后突水分析…地铁盾构隧道管片接缝复合型密封垫防水研究重点排烟坡度隧道纵向机械补风量研究....人防工程市民认知和掩蔽心理反应研究.....梁瑞.吕亚茹.周文海.邓克飞.何学良(1546) ........陈坤福,吴阳,李帅,冯利军(1555) ......龚国栋,丁超,李宏亮,张稳军(1563) ..............姜学鹏.王正阳.向勇(1569) ......张勣翔.陈力新,张凯,许宏发(1580)。
基于动力 BNWF 法的冻土-桩相互作用模型研究
基于动力 BNWF 法的冻土-桩相互作用模型研究李永波;张鸿儒【摘要】Permafrost is distributed widely in our country.Although pile foundation is the main foundation form for large bridges in frozen zones,few studies have been conducted regarding the dynamic characteristics of pile foundation construction in permafrost.An improved nonlinear ana-lytical model for frozen soil-pile dynamic interaction was developed on the basis of model test results of the dynamic characteristics of pile foundations in various subzero temperature soils under lateral dynamic loads and an analytical model of pile-soil-structure interaction with the dynamic beam on nonlinear Winkler foundation model.This improved analytical model simulates the nonlinear lateral pressure effect of the frozen soil around the pile with an improved bidirec-tional compression-only multi-yield spring.Vertical friction effects between the frozen soil and pile,extrusion and separation effects of frozen soil under pile tips,and damping effects of the far-field soil on the dynamic characteristics of pile foundations are also considered in this analytical model.The parameters of the bidirectional tensionless multi-section yield spring are determined by the nonlinear p-y relationship of frozen soil.The p-y relationship whose parameters were based on the results of the indoor frozen soil compression test was simulated by the combination of a cubic function and a constant function.Displacement-force response of the pile head and pile shaft responses to bending moments at different depthsunder dynamic forces were very similar to the model test results.Results indicate that the improved analytical model is potentially helpful during the analysis of frozen soil-pile dynamic interactions.%基于水平循环荷载作用下不同负温冻土环境中单桩动力特性模型试验结果,在已有分析桩-土-结构相互作用的动力 BNWF 模型的基础上,提出改进的冻土-桩基动力相互作用非线性反应分析模型。
冻土理论研究进展
Water Resources and Hydropower Engineering Vol������ 50 No������ 3
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郭利娜∥冻土理论研究进展
土ꎮ 世界上多年冻土面积占地球陆地总面积的 1 / 4ꎬ 此后冻土学又演变成很多分支ꎬ 前苏联以 Vyalov 和
在我国则占国土总面积的 22������ 3% ꎬ 这些显著的冻土 Tsytovich 为代表的冻土力学专家ꎬ 在研究过程中取得
主要是从事工程地质环境角度来研究的[2] ꎬ 一 是 将 土的物理力学性质ꎬ 1961 年美国设立了 CRREL 机构
冻土作为工程地质条件ꎬ 研究它的成分、 结构、 地 用来专门研究寒区工程ꎮ 近年来ꎬ 美国科学院极地研
下冰ꎻ 研究冻土层的分布、 厚度、 温度动态ꎻ 研究 究局成立了多年冻土研究委员会ꎬ 负责协调和促进北
性质的研究ꎬ 揭示了冻土的最基本的本构关系和流变 特性、 单轴强度、 瞬时三轴强度等理论ꎬ 并提出了相 应的试验拟合模型ꎮ 关于冻土流变过程的研究工作ꎬ 俄罗斯学者ꎬ 特别是维亚洛夫等[13] 的工作奠定了冻 土流变学的基础ꎬ 他们进行的大量试验研究结果ꎬ 阐 明了冻土的流变性质及其发生机理ꎬ 在总结前人研究 的基础上ꎬ 为后续研究冻土的学者们也积累了宝贵经 验ꎮ THOMPSON E������ G������ 和 SAYLES F������ H������ [14] 对原位冻 土的蠕变特性作了非常详细的研究ꎬ 研究发现蠕变曲
前苏联是国外最早开始研究冻土的国家ꎬ 1927 年前苏联科学家苏姆金出版的« 苏联境内永久冻结土 壤»ꎬ 标志冻土学开始成为一门独立学科发展起来ꎮ
表 1 冻土的分类
名 称
冻土类别
说 明
按时间分类
冰川冻土第42卷(2020年)总目次
冰川冻土第42卷(2020年)总目次第1期0001秦大河,姚檀栋,丁永建,任贾文面向可持续发展的冰冻圈科学0011丁永建,杨建平,方一平,王世金冰冻圈变化的适应框架与战略体系0023丁永建,赵求东,吴锦奎,张世强,王生霞,苌亚平,李向应,上官冬辉,韩海东,秦甲,韩添丁中国冰冻圈水文未来变化及其对干旱区水安全的影响0033姚超,王欣,赵轩茹,魏俊锋,张勇1990-2018年中巴经济走廊冰湖时空变化特征0043王澄海,程蓉,赵文,孙超冰川动力学模式模型进展及研究0053蒋靖海,王澄海北半球季节性冻融区与北半球夏季降水关系的研究0063李晓峰,梁爽,赵凯,王建,车涛,李震基于气象要素的中国积雪类型划分及积雪特征分布0072王慧,王胜利,余行杰,王梅霞,韩雪云1961-2017年基于地面观测的新疆积雪时空变化研究0081赵求东,赵传成,秦艳,苌亚平中国西北干旱区降雪和极端降雪变化特征及未来趋势0091马蔷,金会军气候变暖对多年冻土区土壤有机碳库的影响0104王康,张廷军,牟翠翠,钟歆玥,彭小清,曹斌,鲁蕾,郑雷,吴小丹,刘佳从第三极到北极:气候与冰冻圈变化及其影响0124汪关信,张廷军,杨瑞敏,钟歆玥,李晓东从第三极到北极:湖冰研究进展0140刘一静,孙燕华,钟歆玥,王树发,肖雄新,马丽娟,苏航,赵文宇,张廷军从第三极到北极:积雪变化研究进展0157贾麟,范成彦,母梅,陈旭,仲文,尚建国,张凤,李丽丽,彭小清,牟翠翠,张廷军从第三极到北极:热喀斯特及其对碳循环影响研究进展0170张凤,母梅,范成彦,贾麟,牟翠翠,赵倩,李丽丽,彭小清,张廷军从第三极到北极:多年冻土碳循环研究进展0182何鹏飞,马巍我国寒区输水工程研究进展与展望0195马俊杰,李韧,刘宏超,吴通华,肖瑶,杜宜臻,杨淑华,史健宗,乔永平青藏高原多年冻土区活动层水热特性研究进展0205恽晴飞,张泽,明姣,付翔宇,周成林,Andrey MELNIKOV冻融作用下砂土颗粒形态变化规律研究0216胡弟弟,康世昌,许民1936-2017年北极勒拿河流域气候变化及其对径流的影响0224高红凯,赵舫全球尺度水文模型:机遇、挑战与展望0234刘峰,李忠勤,郝嘉楠,梁鹏斌,王芳龙,张慧额尔齐斯河源春季水化学及稳定同位素特征研究0243周蓝月,王世金,孙振亓世界冰川旅游发展进程及其研究述评0254李腾,陈卓奇,李慧林,程晓,韦屹,刘岩新一代冰流模式乌阿及其在南极埃默里冰架的应用0265徐玲玲,高彩虹,王佳铭,金会军,吴青柏,Miles DYCK,何海龙时域反射仪(TDR)测定土壤含水量标定曲线评价与方案推荐0276路锦枝,余弘婧,王涛,马朝猛,李昕阳黑龙江呼玛段炸药破冰试验研究0282王继伟,张明义,夏明海,马学良,刘国军,游志浪热反射技术及其在多年冻土区道路热保护中的应用第2期0295张建,杨元德,杨全明,汪楚涯基于IceBridge数据的南极别林斯高晋海的海冰厚度研究0307贾博文,侯书贵,王叶堂1971-2015年羌塘高原藏色岗日冰川变化0318车彦军,张明军,李忠勤,金爽,王文彬,王圣杰2008-2014年青冰滩72号冰川物质平衡特征分析0332张佳佳,孙维君,杜文涛,陈记祖,秦翔祁连山老虎沟12号冰川消融区不同天气条件下的能量收支特征0344汪赢政,李佳,吴立新,郭磊,李建江1987-2018年祁连山冰川变化遥感监测及影响因子分析0357乔雪梅,刘普幸中国北方地区寒潮时空特征及其成因分析0368位晶,段克勤,辛蕊青藏高原地区云出现概率及其辐射强迫变化特征0378原黎明,赵林,胡国杰,马露,周华云,刘世博,乔永平青藏高原中部典型下垫面活动层水热动态及其热扩散率研究0390戴黎聪,柯浔,张法伟,杜岩功,李以康,郭小伟,李茜,林丽,曹广民青藏高原季节冻土区土壤冻融过程水热耦合特征0399郭林茂,常娟,徐洪亮,叶仁政基于BP神经网络和FEFLOW模型模拟预测多年冻土活动层温度——以青藏高原风火山地区为例0412贾东于,李开明,聂晓英,袁春霞,李清峰,高福元基于小波变换与神经网络的石羊河流域夏季地温预测模型研究0423申红艳,段丽君,李万志,冯晓莉,封国林青海冬季区域持续性低温事件变化及成因分析0430任景全,刘玉汐,王冬妮,王亮,孙月,郭春明,李琪吉林省季节冻土区年冻融指数的时空变化特征0439高松影,赵婷婷,宋丽丽,白华,徐璐璐,李瑞晗,孟鑫辽宁省冬季区域暴雪水汽输送特征0447郝君明,吴通华,李韧,吴晓东,谢昌卫,朱小凡,李旺平,邹德富,胡国杰,杜二计,刘广岳,乔永平青藏高原东北部青海玉树泥流滑坡特征和成因分析0457张明礼,王斌,周志雄,颉俊杰,王得楷,岳国栋,李广多年冻土区铁路路基导热系数监测与分析0467陈士远,郑荣跃,刘干斌,陈德升饱和软黏土中埋地管道冻结模型试验研究0479段寅,荣传新,程桦,蔡海兵,解德柱,丁杨龙不同顶管组合方式的管幕冻结温度场模型试验0491刘庆贺,王永涛,徐湘田,赵宇琴,李高升,张伟东冻结粉质黏土-桩基接触面剪切特性试验研究0499高晓静,孙铁成,李晓康,廖一鸣冻结作用下粉土-混凝土接触面抗拉强度试验研究0508孙兆辉,卞汉兵,王宸宇,鹿翔宇,邱秀梅粉质黏土-混凝土衬砌接触面冻结强度影响因素显著性分析0515张经双,段雪雷,马冬冬氯盐和冻融耦合下水泥土的强度和破坏特征0523李金明,李国玉,彭万林,陈敦,周宇,刘存福不同温度条件下饱水风化花岗岩强度及变形特性分析0532马伟,谭贤君,陈卫忠,周云基于扩展有限元方法的裂隙岩体冻胀力理论与数值研究0540耿琳开放系统下冻胀引起地表隆起变形预测的解析方法0550黄灿杰,张泽,金会军,冯文杰,金豆豆,Andrey MELNIKOV球模仪测试冻土松弛模量的非线性Kelvin解答及其试验研究0562李明月,孙学军,李胜楠,张强弓青藏高原及其周边地区冰川融水径流无机水化学特征研究进展0575刘兆晨,杨梅学,王学佳,程立真GPM和TRMM卫星日降水数据在黄河源区的适用性分析0587李芳,靳少波,邹松兵,陆志翔,曹光明,沈延青,张俊才,蓝永超,金会军,阮宏威黄河源区白河基流分割方法适用性分析0598周雅蔓,赵勇,刘晶我国新疆北部地区夏季极端降水事件的特征分析0609杨霞,安大维,周鸿奎,赵逸舟2012-2017年伊犁河谷冬季降水日变化特征0620全栋,李超,路新川,史小红,杨朝霞黄河干流头道拐河段凌汛期小流量过程变化及其影响因素研究0629彭文丽,赵良菊,谢聪,董玺莹,刘全玉,李瑞峰,潘昭烨黑河上游青海云杉森林生态系统蒸散发分割0641王涛,赵元真,王慧,曹亚楠,彭静,曹亚楠基于GIMMS NDVI的青藏高原植被指数时空变化及其气温降水响应0653罗布,边多,白玛,拉巴藏北高寒牧区NPP的时空变化特征及2℃全球变暖背景下的预估0662张光茹,张法伟,杨永胜,贺慧丹,祝景彬,罗谨,王春雨,罗方林,王军邦,李英年三江源高寒草甸不同退化阶段植被和土壤呼吸特征0671杨帆,马亚鹏,夏敦胜,范义姣,刘慧4000a B.P.以来中巴经济走廊北段塔什库尔干气候变化对东西方文化交流的影响0681杨雪雯,王宁练,陈安安,张伟中亚干旱区咸海面积变化与人类活动及气候变化的关联研究0693徐杰佳,臧淑英,那晓东基于夜间灯光数据的东北三省城市空间格局演变研究0704张琛,汪宙峰,汪裕峻,徐建伟基于TOPSIS和热点分析的都汶公路沿线地质生态环境承载力评价0716贾翔,李琪提孜那甫河流域山区冬季牲畜宿营地时空变化特征第3期0727王一丞,谢爱红,丁明虎,效存德基于Polar WRF的南极Dome A极端低温事件分析0734尹鹏,王常颖,杨俊钢长时间序列北极海冰密集度遥感数据的比较评估0745吕婷,武胜利,葛欢欢,李京龙1962-2013年新疆阿勒泰极端气温时空变化特征0756杨霞,李阿桥,赵逸舟,魏娟娟1961-2018年新疆北部冬季暴雪时空分布及其环流特征0766周晓宇,赵春雨,崔妍,刘鸣彦,敖雪,李娜,李经纬1961-2017年中国东北地区降雪时空演变特征分析0780李茜,魏凤英,雷向杰1961-2016年秦岭山区冷季积雪日数变化特征及其影响因子0791李亚丽,雷向杰,李茜,余鹏,韩婷1953-2016年华山积雪变化特征及其与气温和降水的关系0801刘美娇,李颖,孙美平1961-2018年河西走廊寒潮频次时空变化特征及其环流影响因素研究0812刘磊,罗栋梁1977-2017年雅江流域中下游大气/地面冻融指数时空变化特征0823常晓丽,帖利民,金会军,何瑞霞,李晓英,王永平大兴安岭东坡新林林区冻土变化特征0834杨岁桥,王宁宁,张虎高温冻土的蠕变特性试验及蠕变模型研究0843赵茜,苏立君,刘华,杨金熹冻融循环对黄土渗透系数各向异性影响的试验研究0854赵福堂,常立君,张吾渝循环应力比和振动频率对盐渍土微观结构影响分析0865张玺彦,盛煜,黄龙,黄旭斌,何彬彬切向冻胀力的研究现状及展望0878杨青,荣传新深部膨胀性黏土层冻结温度场的分布与冻胀力形成规律0889路亚妮,李新平,韩燕华各向异性砂岩冻融力学特性研究0899崔宏环,王文涛,杨兴然,何静云,王小敬,金成勇季节冻土区正融粉质黏土强度影响因素敏感性分析0909秦海琴,张萍,展秀丽,火占华,马娟利,吴宏玥,靳磊宁夏河东沙地沙丘冻融过程的时空差异0919李伟,卢鹏,李志军,庄峰,卢志明,李国玉2017-2018年冬季乌梁素海湖冰表面裂缝形态分析0927邹德昊,戴长雷,郭显锋,周雨禾屋檐冰柱初期生长规律实验分析0937孟鸿飞,张明军,王圣杰,邱雪,周苏娥,张亚宁,余秀秀,王雯黑河上游降水同位素特征及其水汽来源分析0952罗玉,秦宁生,庞轶舒,王春学,刘佳,李金建,刘希胜气候变暖对长江源径流变化的影响分析0965黄晨璐,陈军武,黄维东,孙超,郭西峰渭河上游水利水保措施的减水减沙效应分析0974石玉东,王圣杰,张明军,李昱锋,宋洋OIPC和RCWIP降水氢氧稳定同位素数据在新疆天山地区的适用性0986赵强,吴从林,罗平安,王康,李红珍,黄介生冻融期东北农田土壤温度和水分变化规律及影响因素分析0996刘义花,马元仓,杨延华,李斌春,朱宝文1961-2018年青海高原昼夜雨量时空变化特征分析1007刘乐,孙宏义,蔡忠兰,张建新,李东泽兰州新区黄土工程开挖边坡植被重建初期土壤水分初步研究1017杜军,牛晓俊,袁雷,次旺顿珠1971-2017年羌塘国家级自然保护区陆地生态环境变化1027张宝贵,赵宇婷,刘晓娇,刘敏,张威,陈拓,刘光琇翻耕补播对青藏高原疏勒河上游高寒草甸土壤可培养微生物数量的影响1036王栋,吴晓东,魏献花,吴通华,赵林,李韧,胡国杰,邹德富,李旺平基于地理加权回归的青藏高原季节冻土区土壤有机碳空间分布研究1046丁敏,杜军,肖天贵4种再分析气温资料在羌塘国家级自然保护区的适用性研究1057王鹏龙,宋晓谕,徐冰鑫,王勤花,王宝黑河流域张掖段水资源承载力评价及提升对策研究1067敖雪,崔妍,翟晴飞,周晓宇,沈历都,赵春雨,宁喜龙辽宁省气温变化趋势中的城市化影响研究1077王健顺,王云龙,周敏强,刘畅宇,黄晓东基于随机森林算法的青藏高原AMSR2被动微波雪深反演1087赵韬,张明义,裴万胜,王金国,岳攀,毕骏合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术在多年冻土区地表变形监测中的应用1098俄罗斯科学院西伯利亚分院梅尔尼科夫冻土研究所成立六十周年,暨多年冻土区环境与基础工程稳定性研讨会在俄罗斯雅库茨克召开第4期1101管伟瑾,曹泊,潘保田冰川运动速度研究:方法、变化、问题与展望1115吴坤鹏,刘时银,郭万钦1980-2015年南迦巴瓦峰地区冰川变化及其对气候变化的响应1126李达,上官冬辉,黄维东1998-2017年天山麦兹巴赫冰川湖面积变化研究1135吴展开,王星东,王峰基于FY-3MWRI数据的北极海冰密集度反演研究1145朱江萍,谢爱红,丁明虎,赵聪,郭晓寅,胡婉嫔,徐冰,秦翔中国第一代再分析产品CRA Interim气温在东南极中山站-Dome A断面的适用性分析1158赵海鹏,吕明侠,王一博,杨文静,刘鑫,白炜青藏高原风火山流域坡面尺度活动层土壤水热时空变化特征1169时盛博,张调风,马占良,李万志,杨延华,杨苏华青藏高原东北部寒潮次数时空变化特征研究1179郝建盛,张飞云,黄法融,李兰海新疆伊犁地区季节冻土沿海拔的分布规律及其影响因素1186王生廷,盛煜,吴吉春,李静,黄龙基于地貌分类对祁连山大通河源区多年冻土地下冰储量估算1195王丹,杨成松,马巍,张莲海正冻土冻结缘研究现状及展望1202侯鑫,杨斌,陈继,赵静毅,芮鹏飞多年冻土区钻孔灌注桩基础早期热稳定性研究现状与展望1213王万平,张熙胤,陈兴冲,王义,于生生考虑冻土效应的桥梁桩-土动力相互作用研究现状与展望1220黄旭斌,盛煜,黄龙,何彬彬,张玺彦季节冻土区扩底单桩受力性能研究进展与展望1229张向东,任昆,刘家顺不同冻结条件下辽西风积砂土动力参数试验研究1238陈鑫,张泽,李东庆基于不同分形模型的冻融黄土孔隙特征研究1249王铁行,赵再昆,金鑫,郭静静,梁谊考虑荷载影响的黄土冻胀特性研究1256刘华,牛泽林,牛富俊,张楠,鲁洁寒区高铁路桥过渡段冻结特征及热影响区域数值分析1267马正涛,李双洋,赵永春,李根碎石集料变形机理的块体元数值试验分析1275史昌盛,李双洋,石梁宏,王冲冻结裂隙煤岩单轴压缩破坏机制及细观参数反演1285赵求东,赵传成,秦艳,苌亚平,王建天山南坡高冰川覆盖率的木扎提河流域水文过程对气候变化的响应1299陈虹举,杨建平,谭春萍基于概率分布法的典型内陆河流域径流未来变化1308薛梅,张瑞蕊,张艳,关波,靳亚梅,倪永清天山乌鲁木齐河源1号冰川浅冰芯中红酵母菌多样性及种系的产酶特性分析1321刘放,吴明辉,杨梅学,陈生云DNDC模型的研究进展及其在高寒生态系统的应用展望1334钱大文,颜长珍,修丽娜青藏高原木里矿区及其周边土地覆被变化及景观格局脆弱性响应1344谢昌卫,张钰鑫,刘文惠,吴吉春,杨贵前,王武,刘广岳可可西里卓乃湖溃决后湖区环境变化及盐湖可能的溃决方式1353德勒格日玛,李一平,孟雪峰,田颖,计燕霞,张莫日根内蒙古锡林郭勒盟牧区雪灾风险评估研究1363秦趣,梁振民,刘安乐,赵增友基于DPSIRM框架模型的高原湿地生态安全评价1376尚海洋,寇莹,宋妮妮干旱区内陆河流域农户生态补偿支付意愿的空间异质性分析——以石羊河为例1384高少鹏,徐柏青,王茉,李久乐,刘大锰,赵德龙单颗粒黑碳光度计在青藏高原雪冰样品分析中的应用1391车彦军,王世金,刘婧无人机在冰川复杂地形监测中的应用——以玉龙雪山白水河1号冰川为例1400彦立利,高健峰,王建,郝晓华基于GF-1卫星遥感的冰川边界识别1407陈世杰,马巍,李国玉冻土CT图像中环形伪影和射线束硬化伪影的成因及校正方法Ⅰ2020年总目次Journal of Glaciology and GeocryologyVol.422020TOTAL CONTENTSNo.10010QIN Dahe,YAO Tandong,DING Yongjian,REN JiawenThe Cryospheric Science for sustainable development 0022DING Yongjian,YANG Jianping,FANG Yiping,WANG ShijinAdaptation research of cryosphere change0032DING Yongjian,ZHAO Qiudong,WU Jinkui,ZHANG Shiqiang,WANG Shengxia,CHANG Yaping,LI Xiangying,SHANGGUAN Donghui,HAN Haidong,QIN Jia,HAN TiandingThe future changes of Chinese cryospheric hydrologyand their impacts on water security in arid areas 0042YAO Chao,WANG Xin,ZHAO Xuanru,WEI Junfeng,ZHANG YongSpatial-temporal variation of glacial lakes in the China-Pakistan Economic Corridor from1990to2018 0052WANG Chenghai,CHENG Rong,ZHAO Wen,SUN ChaoResearch progress on the glacial dynamics models 0061JIANG Jinghai,WANG ChenghaiStudy on the relationship between seasonal freezing-thawingareas and summer precipitation in the Northern Hemisphere 0071LI Xiaofeng,LIANG Shuang,ZHAO Kai,WANG Jian,CHE Tao,LI ZhenSnow cover classification based on climate variables andits distribution characteristics in China0080WANG Hui,WANG Shengli,YU Xingjie,WANG Meixia,HAN XueyunSpatial-temporal variation of snow cover in Xinjiangbased on surface observation from1961to2017 0090ZHAO Qiudong,ZHAO Chuancheng,QIN Yan,CHANG YapingThe change features and future trend of snowfall andextreme snowfall in the arid areas of Northwest China 0103MA Qiang,JIN HuijunImpacts of climate warming on soil organic carbon poolsin permafrost regions0123WANG Kang,ZHANG Tingjun,MU Cuicui,ZHONG Xinyue,PENG Xiaoqing,CAO Bin,LU Lei,ZHENG Lei,WU Xiaodan,LIU JiaFrom the Third Pole to the Arctic:changes and impactsof the climate and cryosphere0139WANG Guanxin,ZHANG Tingjun,YANG Ruimin,ZHONG Xinyue,LI XiaodongLake ice changes in the Third Pole and the Arctic 0156LIU Yijing,SUN Yanhua,ZHONG Xinyue,WANG Shufa,XIAO Xiongxin,MA Lijuan,SU Hang,ZHAO Wenyu,ZHANG TingjunChanges of snow cover in the Third Pole and the Arctic 0169JIA Lin,FAN Chengyan,MU Mei,CHEN Xu,ZHONG Wen,SHANG Jianguo,ZHANG Feng,LI Lili,PENG Xiaoqing,MU Cuicui,ZHANG TingjunStudies of thermokarst and its effects on ecosystem carboncycle in the Third Polar regions and the Arctic 0181ZHANG Feng,MU Mei,FAN Chengyan,JIA Lin,MU Cuicui,ZHAO Qian,LI Lili,PENG Xiaoqing,ZHANG TingjunStudies of permafrost carbon cycle in the Third Polarand Arctic regions0194HE Pengfei,MA WeiStudy of canals in cold regions of China:achievementsand prospects0204MA Junjie,LI Ren,LIU Hongchao,WU Tonghua,XIAO Yao,DU Yizhen,YANG Shuhua,SHI Jianzong,QIAO YongpingA review on the development of study on hydrothermalcharacteristics of active layer in permafrost areas inQinghai-Tibet Plateau0215YUN Qingfei,ZHANG Ze,MING Jiao,FU Xiangyu,ZHOU Chenglin,Andrey MELNIKOVExperimental study on morphometric changes of sandparticles under freezing-thawing cycles0223HU Didi,KANG Shichang,XU MinClimate change and its impact on runoff in Lena RiverBasin of Arctic from1936to20170233GAO Hongkai,ZHAO FangA review of global hydrological models:the opportunities,challenges and outlook0242LIU Feng,LI Zhongqin,HAO Jianan,LIANG Pengbin,WANG Fanglong,ZHANG HuiStudy on the hydrochemical and stable isotope characteristicsat the headwaters of the Irtysh River in spring 0253ZHOU Lanyue,WANG Shijin,SUN ZhenqiWorld’s glacier tourism:development history and researchprogress0264LI Teng,CHEN Zhuoqi,LI Huilin,CHENG Xiao,WEI Yi,LIU YanA new-generation ice flow modelÚa and its applicationin Amery Ice Shelf,Antarctica0275XU Lingling,GAO Caihong,WANG Jiaming,JIN Huijun,WU Qingbai,Miles DYCK,HE HailongEvaluation and analysis of TDR calibration curves forsoil water content measurement0281LU Jinzhi,YU Hongjing,WANG Tao,MA Chaomeng,LI XinyangExperimental study of anti-ice blasting with explosive inHuma section of the Heilongjiang River0294WANG Jiwei,ZHANG Mingyi,XIA Minghai,MA Xueliang,LIU Guojun,YOU ZhilangHeat-reflective technology and its application in thethermal protection of roads in permafrost regionsNo.20306ZHANG Jian,YANG Yuande,YANG Quanming,WANG ChuyaSea ice thickness research in the Bellingshausen Seafrom IceBridge0317JIA Bowen,HOU Shugui,WANG YetangVariation of glaciers at Zangser Kangri on the QiangtangPlateau during1971-20150331CHE Yanjun,ZHANG Mingjun,LI Zhongqin,JIN Shuang,WANG Wenbin,WANG ShengjieUnderstanding the mass balance characteristics ofQingbingtan Glacier No.72during the period of2008-20140343ZHANG Jiajia,SUN Weijun,DU Wentao,CHEN Jizu,QIN XiangCharacteristics of energy budget under different weatherconditions in the ablation area of the Laohugou GlacierNo.12,Qilian Mountains0356WANG Yingzheng,LI Jia,WU Lixin,GUO Lei,LI JianjiangUsing remote sensing images to monitor the glacierchanges in Qilian Mountains during1987-2018andanalyzing the impact factors0367QIAO Xuemei,LIU PuxingThe temporal and spatial characteristics and genesis ofcold wave in northern China0377WEI Jing,DUAN Keqin,XIN RuiCloud occurrence probability and its radiative forcingcharacteristics in Qinghai-Tibet Plateau0389YUAN Liming,ZHAO Lin,HU Guojie,MA Lu,ZHOU Huayun,LIU Shibo,QIAO YongpingHydro-thermal dynamic and soil thermal diffusivitycharacteristics of typical active layer on the central TibetanPlateau0398DAI Licong,KE Xun,ZHANG Fawei,DU Yangong,LI Yikang,GUO Xiaowei,LI Qian,LIN Li,CAO GuangminCharacteristics of hydro-thermal coupling during soilfreezing-thawing process in seasonally frozen soil regionson the Tibetan Plateau0411GUO Linmao,CHANG Juan,XU Hongliang,YE RenzhengSimulation and prediction of permafrost active layertemperature based on BP neural network and FEFLOWmodel:take the Fenghuoshan area on the Tibetan Plateauas an example0422JIA Dongyu,LI Kaiming,NIE Xiaoying,YUAN Chunxia,LI Qingfeng,GAO FuyuanPrediction model of summer land surface temperaturein the Shiyang River basin based on the wavelet transformand neural network0429SHEN Hongyan,DUAN Lijun,LI Wanzhi,FENG Xiaoli,FENG GuolinRegional persistent low temperature events in winter inQinghai Province:variation and causes0438REN Jingquan,LIU Yuxi,WANG Dongni,WANG Liang,SUN Yue,GUO Chunming,LI QiSpatiotemporal changes of annual freezing/thawing indexof seasonally frozen soil in Jilin Province0446GAO Songying,ZHAO Tingting,SONG Lili,BAI Hua,XU Lulu,LI Ruihan,MENG XinTransporting characteristics of snowstorm water vaporover Liaoning Province in winter0456HAO Junming,WU Tonghua,LI Ren,WU Xiaodong,XIE Changwei,ZHU Xiaofan,LI Wangping,ZOU Defu,HU Guojie,DU Erji,LIU Guangyue,QIAO YongpingA case study on earthflow in Yushu,Qinghai Provinceon the northeastern Tibetan Plateau:landslide featuresand cause analysis0466ZHANG Mingli,WANG Bin,ZHOU Zhixiong,XIE Junjie,WANG Dekai,YUE Guodong,LI GuangMonitoring and analysis of the thermal conductivity ofrailway subgrade in the permafrost regions0478CHEN Shiyuan,ZHENG Rongyue,LIU Ganbin,CHEN DeshengExperimental study on freezing model of buried pipelinein saturated soft clay0490DUAN Yin,RONG Chuanxin,CHENG Hua,CAI Haibing,XIE Dezhu,DING YanglongModel test of freezing temperature field of the freeze-sealingpipe roof method under different pipe arrangements 0498LIU Qinghe,WANG Yongtao,XU Xiangtian,ZHAO Yuqin,LI Gaosheng,ZHANG WeidongExperimental study on shear characteristics of the interfacebetween the frozen silty clay and the pipe foundation 0507GAO Xiaojing,SUN Tiecheng,LI Xiaokang,LIAO YimingExperimental study on tensile strength of silt-concreteinterface under frost action0514SUN Zhaohui,BIAN Hanbing,WANG Chenyu,LU Xiangyu,QIU XiumeiSignificance analysis of factors of freezing strengthbetween silty clay and concrete lining0522ZHANG Jingshuang,DUAN Xuelei,MA Dongdong Strength and failure characteristics of soil-cement undercoupling of chloride salt and freeze-thaw cycles 0531LI Jinming,LI Guoyu,PENG Wanlin,CHEN Dun,ZHOU Yu,LIU CunfuThe strength and deformation characteristics of saturatedweathered granite under different temperature conditions 0539MA Wei,TAN Xianjun,CHEN Weizhong,ZHOU YunTheoretical and numerical studies on frost heaving pressurein fractured rock based on extended finite element method 0549GENG LinAnalytic method for predicting uplift deformation ofground surface induced by frost heave in an open-system 0561HUANG Canjie,ZHANG Ze,JIN Huijun,FENG Wenjie,JIN Doudou,Andrey MELNIKOVNonlinear Kelvin model solution of frozen soil relaxationmodulus and experimental study based on sphericaltemplate indenter0574LI Mingyue,SUN Xuejun,LI Shengnan,ZHANG QianggongAdvances on inorganic hydrochemistry of glacial meltwaterrunoff in the Qinghai-Tibet Plateau and its surroundingareas0586LIU Zhaochen,YANG Meixue,WANG Xuejia,CHENG LizhenThe GPM and TRMM satellite-based precipitation productsapplied in the source regions of the Yellow River 0597LI Fang,JIN Shaobo,ZOU Songbing,LU Zhixiang,CAO Guangming,SHEN Yanqing,ZHANG Juncai,LAN Yongchao,JIN Huijun,RUAN HongweiAnalysis of the applicability of baseflow separationmethods in Baihe River basin,the source regions ofYellow River0608ZHOU Yaman,ZHAO Yong,LIU JingAnalyzing on the characteristics of extreme summerprecipitation events in northern Xinjiang0619YANG Xia,AN Dawei,ZHOU Hongkui,ZHAO YizhouDaily variation of winter precipitation in Ili River valleyof Xinjiang from2012to20170628QUAN Dong,LI Chao,LU Xinchuan,SHI Xiaohong,YANG ZhaoxiaA study of low discharge process and impacting factorsof Toudaoguai Reach in Inner Mongolia of the YellowRiver during ice flood period0640PENG Wenli,ZHAO Liangju,XIE Cong,DONG Xiying,LIU Quanyu,LI Ruifeng,PAN ZhaoyeEvapotranspiration partitioning of the Picea crassifoliaforest ecosystem in the upper reaches of the Heihe River 0652WANG Tao,ZHAO Yuanzhen,WANG Hui,CAO Yanan,PENG Jing,CAO YananSpatial and temporal changes of vegetation index andtheir response to temperature and precipitation in theTibetan Plateau based on GIMMS NDVI0661LUO Bu,BIAN Duo,BAI Ma,LhA BaThe spatio-temporal change characteristics of net primaryproductivity in the northern Tibetan Plateau and its futurechange with2℃global warming0670ZHANG Guangru,ZHANG Fawei,YANG Yongsheng,HE Huidan,ZHU Jingbin,LUO Jin,WANG Chunyu,LUO Fanglin,WANG Junbang,LI YingnianVegetation and soil respiration at different degradationstages of an alpine meadow in the Sanjiangyuan region 0680YANG Fan,MA Yapeng,XIA Dunsheng,FAN Yijiao,LIU HuiThe impact of climate change on East and West culturalexchanges in Taxkorgan,the north section of the China-Pakistan Economic Corridor,since4000a B.P. 0692YANG Xuewen,WANG Ninglian,CHEN An’an,ZHANG WeiThe relationship between area variation of the Aral Seain the arid Central Asia and human activities and climatechange0703XU Jiejia,ZANG Shuying,NA XiaodongEvolution of urban spatial patterns in the three provincesof Northeast China based on the nighttime light data 0715ZHANG Chen,WANG Zhoufeng,WANG Yujun,XU JianweiEvaluation of geological and ecological environment carryingcapacity along Dujiangyan-Wenchuan Highway basedon TOPSIS and hotspot analysis0726JIA Xiang,LI QiThe temporal and spatial variation characteristics of wintercattle camps in the mountainous area of the Tizinafu RiverbasinNo.30733WANG Yicheng,XIE Aihong,DING Minghu,XIAO CundeExtreme low temperature events in Dome A,Antarctica,simulated by Polar Weather Research and ForecastingModel0744YIN Peng,WANG Changying,YANG Jungang Comparison and assessment of long-time series sea iceconcentration remote sensing datasets in the Arctic 0755LÜTing,WU Shengli,GE Huanhuan,LI Jinglong Spatial and temporal variation characteristics of extremeair temperature in Altay Prefecture,Xinjiang,1962-2013 0765YANG Xia,LI Aqiao,ZHAO Yizhou,WEI JuanjuanSpatial-temporal distribution and general circulation ofsnowstorm in northern Xinjiang from1961to2018 0779ZHOU Xiaoyu,ZHAO Chunyu,CUI Yan,LIU Mingyan,AO Xue,LI Na,LI JingweiAnalyzing the characteristics of temporal and spatialevolution of snowfall in Northeast China from1961to2017 0790LI Qian,WEI Fengying,LEI XiangjieThe variation characteristics of snow cover days and itsinfluencing factors in cold season in the Qinling Mountainsfrom1961to20160800LI Yali,LEI Xiangjie,LI Qian,YU Peng,HAN Ting The variation characteristics of snow cover in the MountHua from1953to2016and its relationship to air temperatureand precipitation0811LIU Meijiao,LI Ying,SUN MeipingSpatial-temporal variation of cold wave frequency andits influencing factors of circulation in Hexi Corridorduring1961-20180822LIU Lei,LUO DongliangSpatial and temporal characteristics of air/ground freezingand thawing index in the middle and lower reaches ofthe Yarlung Zangbo River during1977-2017 0833CHANG Xiaoli,TIE Limin,JIN Huijun,HE Ruixia,LI Xiaoying,WANG YongpingThe features of permafrost in Xinlin forest area on easternslope of the Greater Khingan Mountains0842YANG Suiqiao,WANG Ningning,ZHANG Hu Study on creep test and creep model of warm frozen soil 0853ZHAO Qian,SU Lijun,LIU Hua,YANG Jinxi Investigation on the influence of freezing-thawing cycleon the permeability coefficient anisotropy of loess 0864ZHAO Futang,CHANG Lijun,ZHANG Wuyu Analysis on the influence of cyclic stress ratio and vibrationfrequency on microstructure of saline soil0877ZHANG Xiyan,SHENG Yu,HUANG Long,HUANG Xubin,HE BinbinStudy of the tangential frost heaving force:status andprospects0888YANG Qing,RONG ChuanxinDistribution of the freezing temperature field and formationlaw of the frost heaving force of a deep expansive claylayer0898LU Yani,LI Xinping,HAN YanhuaMechanical characteristics of anisotropic sandstone underfreeze-thaw cycles0908CUI Honghuan,WANG Wentao,YANG Xingran,HE Jingyun,WANG Xiaojing,JIN ChengyongSensitivity analysis of the influencing factors on strengthof silty clay in seasonally frozen regions0918QIN Haiqin,ZHANG Ping,ZHAN Xiuli,HUO Zhanhua,MA Juanli,WU Hongyue,JIN LeiSpatial and temporal differences of freeze-thaw processeson dunes in the East Desert of the Yellow River inNingxia0926LI Wei,LU Peng,LI Zhijun,ZHUANG Feng,LU Zhiming,LI GuoyuAnalysis of ice cracks morphology on lake surface ofLake Wuliangsuhai in the winter of2017-2018 0936ZOU Dehao,DAI Changlei,GUO Xianfeng,ZHOU YuheExperimental analysis of early growth of eaves icicle 0951MENG Hongfei,ZHANG Mingjun,WANG Shengjie,QIU Xue,ZHOU Su’e,ZHANG Yaning,YU Xiuxiu,WANG WenPrecipitation isotope characteristics and water vaporsource analysis in the upper reaches of the Heihe River 0964LUO Yu,QIN Ningsheng,PANG Yishu,WANG Chunxue,LIU Jia,LI Jinjian,LIU XishengEffect of climate warming on the runoff of sourceregions of the Yangtze River:take Tuotuo River basinas an example0973HUANG Chenlu,CHEN Junwu,HUANG Weidong,SUN Chao,GUO XifengAnalysis of water and sediment reducing effects of waterconservation measures in the upstream of the Weihe River 0985SHI Yudong,WANG Shengjie,ZHANG Mingjun,LI Yufeng,SONG YangApplicability on the OIPC and RCWIP stable hydrogenand oxygen isotope data in precipitation across theTianshan Mountains,Xinjiang0994ZHAO Qiang,WU Conglin,LUO Ping’an,WANG Kang,LI Hongzhen,HUANG JieshengVariation and influencing factors of soil temperature and moisture during freezing and thawing period in a seasonal freezing agricultural area in Northeast China 1006LIU Yihua,MA Yuancang,YANG Yanhua,LI Binchun,ZHU BaowenResearch of the spatio-temporal variation characteristics of daytime and nighttime precipitation in the Qinghai Plateau from1961to20181016LIU Le,SUN Hongyi,CAI Zhonglan,ZHANG Jianxin,LI DongzePreliminary study on the soil moisture of slopes of loess in Lanzhou New Area formed by engineering excavation in the early stage of revegetation1026DU Jun,NIU Xiaojun,YUAN Lei,Ciwang Dunzhu Climatic and environmental features in Chang Tang National Nature Reserve during1971-2017 1035ZHANG Baogui,ZHAO Yuting,LIU Xiaojiao,LIU Min,ZHANG Wei,CHEN Tuo,LIU GuangxiuResearch on response characteristics of alpine meadow microbial population to tillage in the upstream regions of Shule River,Qinghai-Tibet Plateau1045WANG Dong,WU Xiaodong,WEI Xianhua,WU Tonghua,ZHAO Lin,LI Ren,HU Guojie,ZOU Defu,LI WangpingModelling soil organic carbon distribution in the seasonally frozen ground area on the Qinghai-Tibet Plateau using the geographically weighted regression1056DING Min,DU Jun,XIAO TianguiApplicability of the four reanalysis temperature data in Chang Tang Nature Reserve1066WANG Penglong,SONG Xiaoyu,XU Bingxin,WANG Qinhua,WANG BaoEvaluation and advancement of water resources carrying capacity of Zhangye Prefecture in Heihe River basin 1076AO Xue,CUI Yan,ZHAI Qingfei,ZHOU Xiaoyu,SHEN Lidu,ZHAO Chunyu,NING XilongEffect of urbanization on the air temperature variation of Liaoning Province1086WANG Jianshun,WANG Yunlong,ZHOU Minqiang,LIU Changyu,HUANG XiaodongRetrieved snow depth over the Tibetan Plateau using random forest algorithm with AMSR2passive microwave data 1097ZHAO Tao,ZHANG Mingyi,PEI Wansheng,WANG Jinguo,YUE Pan,BI JunApplication of the differential interferometric synthetic aperture radar(D-InSAR)technology to monitor the ground surface deformation in permafrost regionsNo.41114GUAN Weijin,CAO Bo,PAN BaotianResearch of glacier flow velocity:current situation and prospects1125WU Kunpeng,LIU Shiyin,GUO WanqinGlacier variation and its response to climate change in the Mount Namjagbarwa from1980to2015 1134LI Da,SHANGGUAN Donghui,HUANG Weidong Research on the area change of Lake Merzbacher in theTianshan Mountains during1998-20171144WU Zhankai,WANG Xingdong,WANG Feng Inversion of Arctic sea ice concentration based on FY-3MWRI data1157ZHU Jiangping,XIE Aihong,DING Minghu,ZHAO Cong,GUO Xiaoyin,HU Wanpin,XU Bing,QIN XiangApplicability analysis of the air temperature in the CMA。
季节性冻土区光伏支架螺旋桩抗冻拔试验研究
季节性冻土区光伏支架螺旋桩抗冻拔试验
研究
冻土地区土体冻胀融沉剧烈,冻融循环频繁,给光伏支架基础的币常使用带来了严峻的考验。
螺旋桩基作为一种新的抗拔基础型式,近年来已经在国内外得到了大量应用。
鉴于螺旋桩在非冻土区中抗拔效果明显,因而,探讨螺旋桩在冻土区的防冻胀等病害的可行性就有了很大的现实意义。
然而国内外关于螺旋桩抗冻拔性能的研究又极为少见。
为此,本文通过室内模型试验和数值模拟两个方面探讨了不同螺旋桩桩型在季节性冻土区的抗冻拔效果,分析了螺旋桩在冻拔作用下的位移变化规律以及螺旋桩几何形状对抗冻拔性能的影响规律。
对实际工程当中采用何种几何形状的螺旋桩给出了一定的指导意义。
本文主要包括以下的研究内容: 首先,对现场土样进行实验室基础实验分析,确定了土的类别、冻胀敏感性等,为之后进行的室内模型试验提供了基础。
经过试验确定,本次试验所采用的从某施工现场采集的土样分别为粉砂土以及黏土。
其次,对不同螺旋桩与光滑桩的抗冻拔性能进行对比。
利用已经开发好的多功能冻土试验箱,进行不同桩型的室内冻胀实验,分析了螺旋桩的位移变化规律和桩周温度场分布,结果显示螺旋桩的抗冻拔性能确实要优于光滑桩且双叶片大螺旋桩的抗冻拔性能最好。
最后,采用COMSOL分析软件,分别采用了两种方式来模拟研究几种不同桩型
的温度场分布、冻拔位移变化规律,得出了与试验基本一致的结论。
另外通过模拟当前工程当中实际应用较多的混凝土灌注桩的抗冻拔并与钢桩进行对比,得出了钢桩抗冻拔性能较优的结果。
桩基础的抗倾覆性能研究
桩基础的抗倾覆性能研究桩基础是建筑工程中常用的地基处理方式之一,其稳定性和抗倾覆性能的研究对于确保建筑物的安全性至关重要。
本文将探讨桩基础的抗倾覆性能,并介绍一些相关的研究成果。
一、引言桩基础作为传统的地基处理方式之一,在国内外得到了广泛应用。
随着建筑技术的发展,对于桩基础的性能要求也越来越高,其中抗倾覆性能就是一个重要的考量指标。
抗倾覆性能能够直接影响到建筑物的安全性和稳定性,因此开展相关研究具有重要的理论和实际意义。
二、桩基础的抗倾覆性能影响因素桩基础的抗倾覆性能受到众多因素的影响,包括桩的直径、长度、埋入深度、土壤的性质、土壤与桩的界面摩擦力等。
其中,以下几个因素对于抗倾覆性能影响较为显著:1. 桩的形状桩的形状是影响抗倾覆性能的重要因素之一。
不同形状的桩具有不同的受力特点,例如圆形桩、方形桩、六角形桩等。
研究表明,圆形桩在一定范围内对抗倾覆具有较好的效果,而方形桩的抗倾覆性能较差。
因此,在工程设计中选择适合的桩形状至关重要。
2. 桩的埋入深度桩的埋入深度对于抗倾覆性能有显著影响。
当桩的埋入深度较大时,桩与土壤的相互作用面积增大,摩擦力增大,从而提高了抗倾覆性能。
因此,在实际施工中,需要根据土壤的性质和桩的受力特点确定合适的埋入深度。
3. 土壤的性质土壤的性质是影响桩基础抗倾覆性能的重要因素之一。
不同类型的土壤具有不同的抗倾覆能力,例如粘性土具有较好的抗倾覆性能。
因此,在桩基础设计中需考虑土壤的性质,并根据实际情况进行合理的处理。
三、桩基础抗倾覆性能的研究成果桩基础的抗倾覆性能一直是研究的热点之一,许多学者在该领域做出了重要的贡献。
以下是一些相关研究成果的介绍:1. 桩基础抗倾覆性能的数值模拟研究通过建立数值模型,对不同因素对桩基础抗倾覆性能的影响进行了研究。
研究结果表明,桩的埋入深度和形状是影响抗倾覆性能的主要因素,同时还发现桩身的摩擦力对于抗倾覆性能具有重要作用。
该研究为桩基础设计提供了理论参考。
冻土力学与工程的国际研究新进展
冻土力学与工程的国际研究新进展——2000年国际地层冻结和土冻结作用会议综述摘要:2000年国际地层冻结和土冻结作用会议于2000年9月在比利时召开。
会议共设6个专题:热质迁移、冻结敏感性和冻胀、力学性质、环境土冻结、工程设计和工程实例。
围绕这6个专题,介绍了国际冻土力学与工程方面研究的一些主要进展,既反映了国际冻土力学与工程研究的水平,也代表了21世纪冻土学发展的方向。
关键词:地层冻结;土冻结作用;冻土力学与工程.中图分类号:P642.14文献标识码:A国际地层冻结会议是与人工冻结技术相关的国际会议,侧重于工程应用;国际土冻结作用会议是与土的冻胀融沉过程相关的国际会议,侧重于理论研究。
这两个国际会议对增进各国冻土学界科学家的学术交流和推动冻土学科的发展起到了重要的作用。
自1997年这两个会议合成国际地层冻结和土冻结作用会议,现已成为冻土学家们进行学术交流、聚会的一大盛事。
2000年国际地层冻结和土冻结作用会议于2000年9月11~13日在比利时召开。
此次会议共设6个专题:热质迁移、冻结敏感性和冻胀、力学性质、环境土冻结、工程设计、工程实例。
来自法国、德国、中国、美国等国的70多位代表参加了会议。
本次会议是世纪之交冻土界的一次盛会,它不仅展现了目前冻土界的最新研究成果,而且也指明了21世纪冻土学发展的重要方向。
下面围绕这6个专题将会议的一些主要研究进展作一综述。
文中所引用的文献均出自本次会议的论文集。
1热质迁移土体冻结过程中,水分向冻结锋面迁移并结晶膨胀造成土体的冻胀。
物质的迁移、温度场的变化是热质迁移问题研究的主题。
本次会议上有关热质迁移机理问题研究的论文有11篇。
热质迁移研究的主要内容之一是土物理参数的性质研究,如土颗粒含量、容重、热参数、导水系数等。
Cames-Pintaux在分析道路冻结过程时,利用GEL1D软件对热参数的影响范围及其各参数之间的相互作用进行了定量计算,发现导热系数及含水量是非常重要的两个参数,对流交换系数及初始温度状况在路基水热性质随气候变化中起到了重要作用。
多年冻土区斜坡稳定性研究综述
多年冻土区斜坡稳定性研究综述李艳;金会军;温智;赵子龙;金晓颖【期刊名称】《冰川冻土》【年(卷),期】2022(44)1【摘要】全球变暖、极端天气频发,引发的地质灾害对自然生态环境和人类生产生活造成了很大的影响。
尤其对气候变化较为敏感的高温(年平均地温>-1°C)和高含冰量多年冻土区,气候变暖以及人类活动导致的冻融地质灾害日益频繁。
冻土退化条件下,土体结构和物理力学性质发生改变,黏聚力和抗剪强度降低,造成多年冻土区斜坡发生滑坡、崩塌、泥流等灾害。
斜坡失稳加剧了多年冻土区脆弱生态环境的恶化,同时对建(构)筑物安全运营产生威胁。
与非冻土区相比,多年冻土区斜坡稳定性研究主要针对高含冰量斜坡段,斜坡失稳模式主要以热融滑塌和活动层滑脱为主。
热融滑塌由斜坡段地下冰暴露融化引起,而活动层滑脱产生的原因是冻土融化导致土体孔隙水压力过大,形成的超孔隙水压力降低了土体强度,造成斜坡失稳。
此外,多年冻土区斜坡失稳模式还包括融冻泥流、崩塌以及蠕变滑坡等。
通过综述近期多年冻土区斜坡稳定性研究进展,概括了多年冻土区斜坡失稳的模式、特征、影响因素、失稳机理、分析方法及防治措施等,并对未来多年冻土区斜坡失稳的研究重点提出建议。
【总页数】14页(P203-216)【作者】李艳;金会军;温智;赵子龙;金晓颖【作者单位】中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室;中国科学院大学资源环境学院;东北林业大学东北多年冻土区地质环境系统教育部野外科学观测研究站/土木工程学院与寒区科学与工程研究院;甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司【正文语种】中文【中图分类】P642.14【相关文献】1.冻融交界面变化对于多年冻土区斜坡路堤稳定性的影响分析2.多年冻土区斜坡路堤稳定性的探索3.青藏高原多年冻土区斜坡稳定性研究进展4.青藏铁路多年冻土区沼泽化斜坡路基稳定性研究5.青藏高原多年冻土区斜坡类型及典型斜坡稳定性研究因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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第17卷第17期2017年6月 1671—1815(2017)017-0325-05科学技术与工程Science Technology and EngineeringVol. 17 No. 17 Jun. 2017©2017 Sci. Tech. Engrg.冻土区桩恻水热效应对桩基稳定性影响的模型试验研究胡海东1吴亚平“孙永宁2王进昌2刘亚尊1(兰州交通大学土木工程学院1 ,兰州730070;青藏铁路公司2,西宁810007)摘要为了研究冻土区桩侧水热效应对桩基稳定性的影响,采用电阻热源模拟桩侧水热效应,并利用高低温试验箱进行单 桩模型试验,通过设定有、无桩侧水两种环境因素,对比分析了桩侧水热效应对桩身应变、桩侧冻结应力、桩土相对位移、桩基 的极限承载力和桩侧冻结应力与桩顶位移的流变特性的影响。
试验表明,冻土区桩侧水热效应能使桩侧冻结应力减弱,造成 桩身应变与桩顶位移增大,桩-土相对位移增加,同时加速桩基沉降,导致桩基极限承载力降幅达16%,且上述影响随着荷载 等级的提高而增强,造成桩基承载力严重下降。
关键词冻土桩基 桩侧水热效应 稳定性 模型试验中图法分类号TU753.3; 文献标志码B桩基因其优异的力学特性在冻土区桥梁建设中 被广泛应用。
桩基础承受的荷载形式复杂,除了有 桥梁的自重静荷载外还受到车辆循环动荷载的作 用,并且冻土区地下水资源丰富,地下水会对桩基力 学特性产生显著影响,同时冻土由于存在冻结水而 具有流变特性,其对桩基承载力和稳定性有较大影 响[1’2],因此对冻土区地下水对桩基稳定性的研究 有重要的现实意义。
目前,对桩基的试验研究多运用模型试验,数值 分析等手段进行了研究。
在模型试验方面多集中在 非冻土区,朱斌等[3]在钱塘江粉砂土中对有竖向下 压循环荷载作用时单桩承载力及累积沉降特征进行 了模型试验研究。
律文田[4]基于京沪高铁软土地 区桩基的动静载试验,对铁路桥梁桩基的动力特征 进行了研究。
舒春生等[5’6]通过静载试验研究了冻 土中木桩及钢管桩荷载传递函数曲线以及在荷载传 递中冻土流变效应产生的影响。
章敏等[7]通过在 红黏土中单桩轴向循环振动模型试验,从机理上对 *2016年12月22日收到 中国铁路总公司科技研究开发计划课题(2015 G005 -C)资助 第一作者简介:胡海东(1990—),男,硕士研究生。
研究方向:冻土 地区桩基和路基。
E-mail :820982566@ qq. c o m。
*通信作者简介:吴亚平(1958—),博士,教授,博士研究生导师。
研 究方向:土木工程,E - mail:wypsw@ 163. c o m。
引用格式:胡海东,吴亚平,孙永宁,等.冻土区桩侧水热效应对桩基稳定性影响的模型试验研究[J].科学技术与工程,2017, 17(17) : 325—329H u Haidong, W u Yaping, Sun Yongning, et a l.Model test study of pile- side hydrothermal effect on pile s tability in permafrost region[ J].Science Technology and Engineering, 2017, 17(17) : 325—329循环荷载作用下两个桩-土界面循环特性进行了分 析。
在数值分析方面,贾艳敏等[8]借助A N S Y S有限 元软件,实现了桩与冻土相互作用的三维弹塑性有 限元模拟,讨论了计算参数的取值和影响。
吴亚 平[9]通过引入桩土相互作用的界面单元,建立冻土 区桩土共同作用的粘弹塑性非线性有限元分析计算 模式,揭示和研究了冻结过程中桩土间应力场和位 移场随时间的变化过程。
冻土区地下水随着季节冻融等气候变化,呈现 动态变化状态[KM1]。
地下水的热效应及渗透效应 对桩基的承载力存在缓慢复杂的影响,目前该领域 相关研究很少,吴亚平等[12]通过自行设计的冻土单 桩模型试验,开展了桩底水热效应对冻土桩-土流变 特性的影响研究。
本文主要依托于室内混凝土单桩-冻土模型试 验,开展冻土区桩侧水对单桩力学特性影响的模型 试验研究。
采用试验对比方法,在加载的情况下,利 用在桩侧埋置热源的方式模拟桩侧水的热效应,对 比分析桩侧水热效应对冻土区桩身应变、桩侧冻结 应力、桩土相对位移的影响,总结流变效应与桩侧冻 结应力、桩顶位移之间的关系。
1单粧模型试验1.1模型试验设计模型试验在高低温模型试验箱中进行,如图1所示,桩基长40c m,直径4.5c m,埋置于试验桶中 (直径与桶高均为28c m),桩底土层厚5 c m,桩周土 半径为14c m。
模型桩的粗骨料最大粒径不超过1. 2c m,细骨料用级配均勻的中砂,水泥标号为425号,浇筑完成后在标准条件下养护28d 。
326科学技术与工程17卷Z应变片 粧土分界、7土单粧•0 ::\粧侧热源 :表2试验加载方案Table 2 Loading plan of test试验组别桩顶荷载P/kN有无桩侧水粧侧水温/〇C1.2无有0.52.4无4i0.54.0无有0.5无有无有0.50.5图3单粧应变片布置示意图Fig. 3 Schematic diagram of single pile strain gauge移数据使用G H S I 750—U )20 mA位移传感器采集,以保证数据的精确、连续。
对粧顶分5级进行加载, 每级荷载分有无粧侧水两种情况,试验加载方案如 表2所示。
图4为试验装置实物图。
圈2粧侧热源电路模拟元件Fig. 2 Pile side heat source circuit analog element图4试验装置实物图Fig. 4 Physical diagram of the test device图1粧-冻土模型Fig. 1 Model of pile and frozen soil1.2材料参数粧周土采用兰州黄土,含水率控制在20%左 右,相对密度为1. 7,液限为24. 6%,塑限为17. 7%,土体颗粒级配见表1。
土体拌和均匀后,分多次均 匀填入试验桶并夯实,每层土的夯实度均按冻土试 验规范的相关要求进行。
表1黄土中不同粒径土体颗粒所占比例Table 1 Proportion of different particlesin tested lanzhou toess粒径/m m 含量/%>0. 1 1.70. 1 ~0. 05 5.40.05 ~ 0.00558.6<0.00534.31.3地下水热源及传感器的布置依据冻土区地下水的存在特性,分析发现可通 过在粧侧土体中埋设电阻热源的方式模拟粧侧地下 水的存在。
通过对青藏高原冻土区地下水的实地勘测发现,地下水温略高于〇 °c ,因此本试验采用0. 5 °C 作为地下水对粧土影响的控制温度P 为了确定发 热温度,依据电力学的相关理论,多次调节测试电压 与电阻大小,最终确定在电路电压为80 V ,电阻为 150的电路方式时能达到粧侧热源的发热温度为0. 5 °C 0图2所示为粧侧热源电路模拟元件@为了准确测定模型粧不同部位的应变,制作浇 筑模型粧时在钢筋骨架上每隔40 c m 粘贴一组应变 片,共贴6组,对每组分别编号,便于后续分析采取 数据,如图3所示。
1.4工况设定根据现场实测数据,粧周冻土温度设定为-1. 5 °C 。
粧土模型在低温试验箱中按要求冷冻完成后, 用M TS —810材料试验机进行加载,粧体应变数据 采用D H 3817动态应变测试系统进行采集,粧顶位U I U ICNI17期胡海东,等:冻土 K粧侧水热效应对粧基稳定性影响的模型试验研究3271.52.02.5图7粧土相对位移随埋深变化曲线Fig. 7 The curve of pile-soil relative displacement with depth2.3桩基极限承载力结合该模型试验的研究对象和试验方法,本试 验采用静载试验法对单粧极限承载力进行分析。
图8为有无粧侧热源两种工况下,粧顶位移随 荷载变化的关系曲线。
由图8可见,在同一荷载等 级下,有粧侧水作用的粧顶位移大于无粧侧水作用 的,且荷载等级越高,两种工况下粧顶位移差异越 大。
根据粧顶位移随荷载的变化特征,取曲线 发生明显陡降起始点作为单粧的极限承载力,可确 定当粧顶位移在3. 2 m m 左右时对应的荷载为极限 承载力,则无粧侧热源时极限承载力约为8. 1 k N , 有粧侧热源时约为6.8 k N 。
由此可见,粧侧水热效应的存在可使粧基极限承载力下降16%。
式(1)中,表示粧土相对位移;、(>,〇表示桩顶位移^ z ,0表示粧身压缩量0参考试验应变片的布置,将粧分为若干微元体, 则粧身压缩量^ (Z ,0可按式(2)计算:,L .T 11sp(z,t) = s 〇L0 + I I s(z,t)dtdz ^ s 〇L0 +⑵式(2)中,L 。
为露出土体部分;L 为埋入土体部分; ^为露出土体粧段的粧身应变为£时刻埋 深为z 处的粧身应变丄〃分别表示粧身所粘贴应变 片的编号及总段数;分别为埋入土中粧〖段某 时刻的应变值和分段长度。
依式(12),计算得每种荷载作用9 h 的粧土相 对位移随深度变化的曲线,如图7所示Q 由图可见, 粧土的相对位移随着荷载的增加而增大,在特定荷 载等级下,有粧侧水时粧土相对位移大于无粧侧水 的情况,且随着荷载的增加,这种粧土相对位移差异 逐渐增大,荷载值为1. 2 k N 时,0 m m 处相对位移差 异值为0. 01 m m ,荷载值为6. 8 k N 时,差异值为 0.16 m m 。
这是因为热源的存在使粧周土软化,侧 摩阻力减弱,粧端承载力增大,导致粧基下沉加剧所 致。
该结论同样在上节粧身应变随埋深变化规律中 得到印证。
粧土相对位移/m m2试验结果分析2.1桩身应变与桩侧冻结应力图5为在不同荷载等级下粧侧水热效应对粧身 应变的影响曲线。
;由图5可见,不管粧侧水是否存 在,随着荷载等级的增加,粧身应变均呈增大趋势。
同时沿着粧埋深方向,粧身应变都趋于减小,即粧基 浅层部分的应变比深层部分的大a 在荷载一定时, 可以看出粧侧水热效应对粧身应变有明显的影响, 存在粧侧水时,粧身应变均比无粧侧水时大。
相比 于无粧侧水,有粧侧水时的粧身应变随着粧埋深的 增大呈逐渐变大的趋势,且荷载等级越高,两者之间 的应变差越大。
无论有无粧侧水,在埋深120 mm 以下的部分,粧身应变都趋于平缓。
这是因为粧侧 水的热效应会使粧周围冻土融化,并且从图6可知 水的热效应致使粧侧摩阻力(粧侧冻结应力)减弱, 为了保证粧-土体系稳定,粧端承载力得以发挥,导 致粧端阻力增加,轴力变大,以致粧身应变较无粧侧 水时更大,且荷载等级越局,粧侧水热效应引起的粧 身应变变化越明显,图5粧身应变随埋深变化曲线Fig. 5 Variation of pile strain with depth圈6粧侧冻结应力随埋深变化曲线Fig. 6 The curve of the freezing stress on the pile side2.2桩土相对位移因粧周土层位移可忽略不计,根据粧顶位移及 粧身压缩模量可得粧土相对位移公式:sa(z,t) =s0(z,t) -s p(z,t)(1)S S /E郸328科学技术与工程17卷1.2kN ,有右1.2 kN,^cl4.0 kN,有f 4.0 kN,无f 6.8 kN,有i 6_8 kN,无H0 -----1-----1-----1-----1-----10510 152025时间/h國10粧顶位移随时间变化关系曲线Fig. 10 Relationship curve of pile top displacement with time的热效应使粧侧冻结应力减弱Q(2) 粧土相对位移随荷载等级的提高而增大, 在此基础上,粧侧水热效应的存在加剧了粧土的相 对位移,且荷载等级越高,相对位移的增幅越大。