检索结果-内蒙古大学图书馆

岩土力学 2020年第8期41卷 2636-2646页

作者：魏尧杨更社申艳军明锋梁博西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000

冻结法作为穿越富水软岩地层的重要施工方法,冻结壁的长期稳定性对于工程安全有着至关重要的作用。蠕变破坏是诱发冻结壁变形的显著特点之一,对研究冻结岩石蠕变的特性有重要的理论和工程意义。以白垩系饱和冻结砂岩为研究对象,开展–1... 详细信息

冻结法作为穿越富水软岩地层的重要施工方法,冻结壁的长期稳定性对于工程安全有着至关重要的作用。蠕变破坏是诱发冻结壁变形的显著特点之一,对研究冻结岩石蠕变的特性有重要的理论和工程意义。以白垩系饱和冻结砂岩为研究对象,开展–10℃低温冻结条件下,不同围压(0、2、4、6 MPa)的三轴蠕变力学试验。分析了饱和冻结砂岩蠕变变形,根据现有黏弹塑性模型开展了参数辨识并探究蠕变参数的变化规律,基于此提出考虑温度及损伤效应的蠕变本构模型。研究结果表明:低温冻结削弱蠕变过程中颗粒间的相互胶结力,使其蠕变特征明显;而围压却在一定程度上抑制饱和冻结砂岩内部损伤的发展,导致稳态蠕变速率随围压的升高出现明显的下降趋势。随围压的增加饱和冻结砂岩的蠕变破坏形态呈现出从剪切破坏到张拉破坏再到局部塑形硬化破坏的变化过程。在黏弹塑性模型的基础上,总结蠕变参数E1、E2和η2随荷载的增加呈现先增后减的趋势,拐点为屈服应力;而参数η0在大于屈服应力后出现并呈现先增后减的趋势。结合冻结岩石蠕变数据对定义的应力-低温耦合蠕变本构模型进行了参数辨识,并将该模型的计算结果与蠕变试验数据对比,验证所建立非线性模型的正确性与合理性。

关键词：白垩系冻结砂岩蠕变非线性参数辨识

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中国东北兴安岭地区年冻融频次的分布规律

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冰川冻土 2022年第2期44卷 415-426页

作者：魏豪张泽 Andrey MELNIKOV 金豆豆高思如冯文杰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甘肃兰州730000 东北林业大学土木工程学院/寒区科学与工程研究院黑龙江哈尔滨150040 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/东北多年冻土区环境、道路建设与养护协同创新中心黑龙江哈尔滨150040 俄罗斯科学院西伯利亚分院梅尔尼科夫冻土研究所俄罗斯联邦雅库茨克117997 中国科学院大学北京100049

冻融循环是影响寒区工程和环境变化的重要因素之一,而年冻融频次(冻融循环的年累计量)是可以直接标定冻融循环对寒区工程和环境造成影响大小的物理量,对寒区环境下年冻融频次的调查有重要意义。以中国东北兴安岭地区为研究对象,选取兴... 详细信息

冻融循环是影响寒区工程和环境变化的重要因素之一,而年冻融频次(冻融循环的年累计量)是可以直接标定冻融循环对寒区工程和环境造成影响大小的物理量,对寒区环境下年冻融频次的调查有重要意义。以中国东北兴安岭地区为研究对象,选取兴安岭地区18个气象站点1990—2017年地表温度数据进行整理,得出兴安岭地区各个站点的年冻融频次,并在空间分布和时间序列上分析了年冻融频次的变化情况。结果表明:年冻融频次在中国东北兴安岭地区随着纬度增加逐渐增多,随着经度的增加逐渐减少,随着海拔升高而逐渐增多,且均具有良好的线性趋势;年冻融频次在1990—2017年呈明显的减少趋势,在2004年前后发生突变。进一步分析发现,在影响年冻融频次空间分布的3个因素中,经纬度影响较大,海拔影响相对较小;在时间上年冻融频次变化与东北地区NDVI变化情况呈现良好的负相关性,表明年冻融频次在一定程度上与当地植被覆盖度有关,且随植被覆盖度的增加而减少。

关键词：年冻融频次兴安岭中国东北经度纬度海拔

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多年冻土工程地质制图的阶梯发展

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冰川冻土 2021年第1期43卷 176-183页

作者：张中琼林芳吴青柏张泽张鹏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甘肃兰州730000 中国地质大学(北京)地学哲学研究所北京100083 东北林业大学寒区科学与工程研究院/土木工程学院黑龙江哈尔滨150040

多年冻土工程地质制图是区域和历史冻土学研究的基础内容之一。多年冻土工程地质制图是根据需要和制图原则,在特定时空尺度分析多年冻土特征,以及各种自然、工程、环境要素共同影响下的多年冻土属性的量化描述。多年冻土工程地质制图所... 详细信息

多年冻土工程地质制图是区域和历史冻土学研究的基础内容之一。多年冻土工程地质制图是根据需要和制图原则,在特定时空尺度分析多年冻土特征,以及各种自然、工程、环境要素共同影响下的多年冻土属性的量化描述。多年冻土工程地质制图所解决的科学问题从多年冻土的分布、规律和格局、冻土功能,认识不断提高。制图的内容从研究多年冻土的基本要素,特征要素,到功能要素,制图的实用性不断增强。制图方法从基本地理和工程地质方法逐步发展到系统论方法。总之,多年冻土工程地质制图表现出时间尺度上阶段性和空间坐标上的台阶性,在认识的深度和广度上均不断深化。为多年冻土区基础科学研究、工程建设、寒区资源环境等方面的工作提供基础数据和技术支持。

关键词：多年冻土工程地质制图发展阶梯

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阶梯式发展理论视域下的冻土学研究

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冰川冻土 2021年第1期43卷 170-175页

作者：林芳朱训张泽中国地质大学(北京)地学哲学研究所北京100083 中国人民政治协商会议全国委员会北京100811 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甘肃兰州730000 东北林业大学寒区科学与工程研究院/土木工程学院黑龙江哈尔滨150040

"阶梯式发展"是我国地质学家、原地质矿产部部长、全国政协第八届委员会秘书长朱训同志,1992年在其所著《找矿哲学概论》一书中,作为找矿规律,首次提出的。他认为,矿产勘查过程,从普查、详查到勘探,是发现矿产、评价矿产、探... 详细信息

"阶梯式发展"是我国地质学家、原地质矿产部部长、全国政协第八届委员会秘书长朱训同志,1992年在其所著《找矿哲学概论》一书中,作为找矿规律,首次提出的。他认为,矿产勘查过程,从普查、详查到勘探,是发现矿产、评价矿产、探明矿产的三个阶梯,三者之间具有不可分割的内在联系,是找矿工作必须遵循的客观规律。阶梯式发展广泛存在于自然、社会、思想各个领域的理论,阶梯式发展经过20多年的研究,已上升为一个哲学范畴,是一种普遍现象,是一切实际活动和认识活动都必须遵循的普遍规律。基于这一思想,通过梳理冻土学系统的研究历程,运用阶梯式发展理论,将冻土研究的分系统的发展过程分解出来,进行纵向和横向的对比研究,对今后的研究方式和学科走向提出展望。

关键词：阶梯式发展冻土学系统论

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高寒区输水渠道渠基蓄热增温防冻胀技术原型试验

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水利与建筑工程学报 2022年第5期20卷 9-16页

作者：江浩源王正中孟晓栋王羿谭志翔葛建锐西北农林科技大学旱区寒区水工程安全研究中心陕西杨凌712100 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100 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甘肃兰州730000 南京水利科学研究院岩土工程研究所江苏南京210024

冬季输水渠道衬砌板在基土冻胀和冰压力双重作用下,在行水位及其上部易发生开裂、折断等破坏,目前还未有利用太阳能或风能等绿色能源进行渠基主动、低碳增温的防冻胀技术。为此,研发了由抛物面聚光槽、集热管、太阳追踪器、散热通道、... 详细信息

冬季输水渠道衬砌板在基土冻胀和冰压力双重作用下,在行水位及其上部易发生开裂、折断等破坏,目前还未有利用太阳能或风能等绿色能源进行渠基主动、低碳增温的防冻胀技术。为此,研发了由抛物面聚光槽、集热管、太阳追踪器、散热通道、碎石槽蓄热体与散热空气循环风机组成的渠基风光能蓄热增温系统,其散热通道采用紧贴渠坡衬砌布置和碎石槽底部布置两种形式。通过北疆某渠道工程的现场安装与温度监测,分析了该技术的增温效果与适用性。结果表明:渠基风光能蓄热增温系统可有效提升土温,削减冻深,具有良好的工程防冻胀应用效果,可为寒区渠道冬季输水以及渠道升级改造提供技术支撑。

关键词：高寒区渠道冬季输水蓄热增温风光能利用防冻胀原型试验

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基于冻融次数-物理时间比拟理论的冻土长期强度预测方法

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岩土力学 2021年第1期42卷 86-92页

作者：张泽马巍 ROMAN Lidia MELNIKOV Andrey 杨希李宏璧东北林业大学土木工程学院寒区科学与工程研究院哈尔滨黑龙江150040 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甘肃兰州730000 东北林业大学东北多年冻土区环境、道路建设与养护协同创新中心哈尔滨黑龙江150040 罗蒙诺索夫莫斯科国立大学地质系冻土学教研室俄罗斯莫斯科俄罗斯科学院新西伯利亚分院梅尔尼科夫冻土研究所俄罗斯雅库茨克雅砻江水电开发有限公司四川成都610051

冻融作用可以改变土的结构,引起其力学特征的变化,从而影响到冻土工程的稳定性。由于冻融周期的设定不尽相同,因此大量的试验结果不能有效地进行对比分析。另外,对于冻融作用下土体力学特征的预测也成为研究的难点。在冻土遗传蠕变理论... 详细信息

冻融作用可以改变土的结构,引起其力学特征的变化,从而影响到冻土工程的稳定性。由于冻融周期的设定不尽相同,因此大量的试验结果不能有效地进行对比分析。另外,对于冻融作用下土体力学特征的预测也成为研究的难点。在冻土遗传蠕变理论的基础上,利用球型模板压入仪作为测试方法,提出了一种冻融次数-物理时间比拟的方法。把冻融周期(次数)转化成物理时间(min),将不同冻融周期土的长期强度曲线簇映射到同一坐标中,利用该归一化曲线进行长期抗剪强度的预测,并选取了两种土样进行了测试,分别得到了相关的长期抗剪强度的预测方程。该方法对冻融作用下土体力学行为的成果对比研究以及长期强度的预测有重要的理论意义,对寒区工程稳定性预测分析也具有工程实践价值。

关键词：冻融循环冻土力学长期抗剪强度时间比拟法球型模板压入仪

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中国东北兴安岭地区年冻融频次的分布规律

中国东北兴安岭地区年冻融频次的分布规律

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第五届全国寒区岩土力学与工程青年学术论坛

作者：魏豪张泽 Andrey MELNIKOV 金豆豆高思如冯文杰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甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049 东北林业大学土木工程学院/寒区科学与工程研究院黑龙江哈尔滨150040 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甘肃兰州730000 东北林业大学东北多年冻土区地质环境系统教育部野外俄罗斯科学院西伯利亚分院梅尔尼科夫冻土研究所俄罗斯联邦雅库茨克117997 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甘肃兰州730000

冻融循环是影响寒区工程和环境变化的重要因素之一，而年冻融频次(冻融循环的年累计量)是可以直接标定冻融循环对寒区工程和环境造成影响大小的物理量，对寒区环境下年冻融频次的调查有重要意义。以中国东北兴安岭地区为研究对象，选取... 详细信息

冻融循环是影响寒区工程和环境变化的重要因素之一，而年冻融频次(冻融循环的年累计量)是可以直接标定冻融循环对寒区工程和环境造成影响大小的物理量，对寒区环境下年冻融频次的调查有重要意义。以中国东北兴安岭地区为研究对象，选取兴安岭地区18个气象站点1990-2017年地表温度数据进行整理，得出兴安岭地区各个站点的年冻融频次，并在空间分布和时间序列上分析了年冻融频次的变化情况。结果表明：年冻融频次在中国东北兴安岭地区随着纬度增加逐渐增多，随着经度的增加逐渐减少，随着海拔升高而逐渐增多，且均具有良好的线性趋势;年冻融频次在1990-2017年呈明显的减少趋势，在2004年前后发生突变。进一步分析发现，在影响年冻融频次空间分布的3个因素中，经纬度影响较大，海拔影响相对较小;在时间上年冻融频次变化与东北地区NDVI变化情况呈现良好的负相关性，表明年冻融频次在一定程度上与当地植被覆盖度有关，且随植被覆盖度的增加而减少。

关键词：年冻融频次兴安岭中国东北经度纬度海拔

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大型弧底梯形渠道“适缝”防冻胀机理及应用研究

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水利学报 2019年第8期50卷 947-959页

作者：江浩源王正中王羿刘铨鸿葛建锐西北农林科技大学旱区寒区水工程安全研究中心旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000

旱寒区渠道工程上预先在衬砌板易产生裂缝处顺其自然设置纵缝,以防止冻胀破坏。为探明这种纵缝设置的防冻胀机理及其最佳布设形式,基于冻土水-热-力三场耦合理论,考虑纵缝填充的接触本构及衬砌-冻土相互作用,建立了旱寒区常用的大型窄... 详细信息

旱寒区渠道工程上预先在衬砌板易产生裂缝处顺其自然设置纵缝,以防止冻胀破坏。为探明这种纵缝设置的防冻胀机理及其最佳布设形式,基于冻土水-热-力三场耦合理论,考虑纵缝填充的接触本构及衬砌-冻土相互作用,建立了旱寒区常用的大型窄深式弧底梯形渠道冻胀仿真分析模型,以衬砌板上下表面沿周长正应力分布均匀度为一级指标,以其截面正应力满足强度要求为二级指标,对纵缝设置位置、宽度、个数及其组合削减渠道冻胀效果进行了研究。结果表明:弧底衬砌板属于薄拱结构,渠坡板为梁结构,纵缝为可移动弹性铰;纵缝位置及宽度的变化不断调整拱-梁结构的刚度及弹性铰的约束刚度,以适应基土冻胀变形,使衬砌板表面应力均匀化,从而削减冻胀;但纵缝过宽会过度削弱弧底拱效应,使弧底中心和坡板上表面及坡脚下表面拉应力过大,易导致冻胀破坏;单独设缝时坡脚位置设缝防冻胀效果最好,而组合设缝削减冻胀效果更优,尤其是坡脚与坡板组合设缝。以新疆某供水渠道为例,采用坡脚与坡板1/4、3/4处组合设缝,缝宽取1 cm,可满足两级指标,削减冻胀效果最优,可为旱寒区大型渠道防冻胀合理布设纵缝(适缝)提供科学依据。

关键词：渠道冻胀破坏冻土水-热-力耦合 “适缝”防冻胀应力分布均匀度布设形式

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球模仪测试冻土松弛模量的非线性Kelvin解答及其试验研究

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冰川冻土 2020年第2期42卷 550-561页

作者：黄灿杰张泽金会军冯文杰金豆豆 Andrey MELNIKOV 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 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甘肃兰州730000 东北林业大学土木工程学院/寒区工程与科学技术研究院黑龙江哈尔滨150040 中国科学院大学北京100049 俄罗斯科学院西伯利亚分院梅尔尼科夫冻土研究所俄罗斯雅库茨克117997

冻土的松弛模量是进行蠕变力学分析的关键参数。但在理论方面,尚未基于球模仪试验建立较完善的松弛模量表征公式。基于半空间黏弹性理论和分数阶微积分理论,获得了松弛模量公式的非线性Kelvin模型解答并进行了材料参数影响分析。在给出... 详细信息

冻土的松弛模量是进行蠕变力学分析的关键参数。但在理论方面,尚未基于球模仪试验建立较完善的松弛模量表征公式。基于半空间黏弹性理论和分数阶微积分理论,获得了松弛模量公式的非线性Kelvin模型解答并进行了材料参数影响分析。在给出恒载条件下,可以用单轴蠕变试验的分析结果评估基于球形压痕试验的冻土松弛模量来预测准确性。随后分别以冻结细砂的球模仪试验曲线、冻结砂和冻结砂质黏土的单轴蠕变曲线为例,预测了各条试验曲线和冻土的松弛模量,并通过其他试验实测数据进行了检验。结果表明:该松弛模量表征公式的材料参数最少,随各材料参数变化具有较佳单调性;基于球形模板试验,非线性Kelvin解答能对冻结细砂的松弛模量和位移曲线做出合理可靠的预测。非线性Kelvin模型能很好地吻合单轴蠕变试验曲线,基于单轴蠕变试验的冻结砂松弛模量随时间变化规律和数值范围与球模仪试验分析结果较一致,冻结砂质黏土的松弛模量随应力和温度的变化规律再现了已有研究结论。

关键词：球模仪分数阶理论非线性Kelvin解答参数分析冻土松弛模量

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地下水渗流对冻土区模型桩力学特性的影响分析

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冰川冻土 2019年第2期41卷 350-356页

作者：张磊吴亚平王宁王海新黄华南陈坤孙安元兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 河南工业和信息化职业学院河南焦作454000 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000

为了研究冻土区地下水的渗流效应对桩基的荷载传递规律的影响,考虑到桩身轴力、桩侧冻结应力和桩周土温度对桩基承载力均有影响,依据室内模拟试验,分别模拟了无地下水、桩顶水有温度效应、桩底水有温度效应、桩顶水有温度及渗流效应、... 详细信息

为了研究冻土区地下水的渗流效应对桩基的荷载传递规律的影响,考虑到桩身轴力、桩侧冻结应力和桩周土温度对桩基承载力均有影响,依据室内模拟试验,分别模拟了无地下水、桩顶水有温度效应、桩底水有温度效应、桩顶水有温度及渗流效应、桩底水有温度及渗流效应5种不同工况下地下水对冻土桩基承载力的影响。试验结果表明:无论是桩顶水还是桩底水,在接近地下水处,同时有温度效应及渗流效应的轴力值变化比仅有温度效应时的小,当地下水为桩底水时加载后的桩轴力小于地下水为桩顶水时的轴力值;桩底水引起的桩侧冻结应力变化幅度比桩顶水大,地下水的温度效应使得部分冻土温度升高而融化,而地下水的渗流效应进一步增大了冻土融化范围,使得桩基力学特性发生改变,进而影响了桩基承载力。

关键词：冻土地下水力学特性温度效应渗流效应

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