检索结果-内蒙古大学图书馆

岩土力学 2020年第1期40卷 305-314页

作者：王青志房建宏晁刚青海省交通科学研究院多年冻土区公路建设与养护技术交通行业重点实验室青海研究观测基地

基于长期、连续的地温观测数据,对位于共和至玉树高等级公路沿线、平均海拔为4260 m且处于高温冻土区的片块石路基温度、热状态、冻融循环过程和冻土人为上限及变化速率等进行了分析,研究了沥青混凝土和水泥混凝土路面对片块石路基下伏... 详细信息

基于长期、连续的地温观测数据,对位于共和至玉树高等级公路沿线、平均海拔为4260 m且处于高温冻土区的片块石路基温度、热状态、冻融循环过程和冻土人为上限及变化速率等进行了分析,研究了沥青混凝土和水泥混凝土路面对片块石路基下伏多年冻土的影响,以期对其适用性进行评价。研究发现,沥青混凝土路面的铺设使路基吸收了较多的热量,促使下伏多年冻土升温,导致多年冻土快速退化。观测期内,高温冻土地区沥青混凝土路面下片块石路基中心冻土退化速率为33.5 cm/a,几乎是天然地基的5倍。而且路基阴阳坡效应严重,阳坡路肩冻土退化速率为33.0 cm/a,明显大于阴坡路肩(22.0 cm/a)。与沥青混凝土路面相比,水泥混凝土路面较高的热反射率、较小的热辐射吸收率,有利于抬升冻土上限或减缓冻土退化速率。但在观测期间,发现处于高温冻土区的高等级公路片块石路基在沥青混凝土路面下融化盘面积增长速率为12.24 m^2/a,而在水泥混凝土路面下为9.28 m^2/a,即融化盘面积以不同程度的速率始终在增大。因此,单纯的片块石层的存在和路面类型的改变,并未彻底解决高温冻土区高等级公路路基热平衡问题,建议增加补强措施或采用复合路基结构来应对其热稳定性问题。

关键词：高温冻土片块石路基沥青混凝土路面冻土上限融化盘

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基于附加应力分析的多年冻土路基变形机制分析

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公路 2021年第3期66卷 34-41页

作者：马清祥房建宏青海省交控建设工程集团有限公司西宁市810003 多年冻区公路建设和养护技术交通行业重点实验室青海研究观测基地西宁市810016

路基沉降是多年冻土区道路建设中需要解决的关键问题之一。以往对冻土路基稳定性的研究主要集中于冻土路基变形与热稳定性等方面,对冻土路基沉降的力学机制关注较少。采取数值模拟方法,对冻土路基变形过程进行模拟,并从力学角度阐明路... 详细信息

路基沉降是多年冻土区道路建设中需要解决的关键问题之一。以往对冻土路基稳定性的研究主要集中于冻土路基变形与热稳定性等方面,对冻土路基沉降的力学机制关注较少。采取数值模拟方法,对冻土路基变形过程进行模拟,并从力学角度阐明路基变形机制。结果表明,路基填筑引起的应力重分布主要集中在垂直方向0~-3m、水平方向路基范围内;在附加应力作用下,活动层会产生沉降变形;路基变形主要来自于多年冻土层的融化固结,其次是高温冻土的蠕变,最后是活动层的压缩;冻土路基下不同层位的变形量有所区别,且开始产生变形的时间也不同;降低年平均地温,能够有效地减少路基变形。

关键词：多年冻土路基融沉年平均地温附加应力

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路面类型对多年冻土区片块石路基热状态的影响

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冰川冻土 2019年第5期41卷 1087-1097页

作者：王青志房建宏晁刚薛兆锋青海省交通科学研究院青海西宁810016 多年冻土区公路建设与养护技术交通行业重点实验室青海研究观测基地青海西宁810016

为了研究不同路面类型对高温多年冻土区路基的热稳定性的影响,基于温度监测数据,针对沥青混凝土路面和水泥混凝土路面下片块石路基温度、热流密度、热收支变化、冻融循环过程及冻土上限变化进行了详细的分析。发现沥青混凝土路面和水泥... 详细信息

为了研究不同路面类型对高温多年冻土区路基的热稳定性的影响,基于温度监测数据,针对沥青混凝土路面和水泥混凝土路面下片块石路基温度、热流密度、热收支变化、冻融循环过程及冻土上限变化进行了详细的分析。发现沥青混凝土路面和水泥混凝土路面都对片块石路基的温度有较大的影响,但沥青混凝土路面影响程度和深度远比水泥混凝土路面大。片块石路基中心热收支量呈上升趋势,沥青混凝土路面下其上升速率大于水泥混凝土路面,且路基阳坡热收支量大于阴坡。无论路面材料为沥青混凝土路面还是水泥混凝土路面,片块石路基阴阳坡路肩冻土仍处于不断退化阶段,而阳坡冻土上限下降速率明显大于阴坡。与普通路基相比,片块石层的存在能大幅度抬升或减缓路基冻土上限下降,且浅色水泥混凝土路面更有利于路基的热稳定性。

关键词：多年冻土沥青混凝土路面水泥混凝土路面片块石路基热状态

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非饱和膨润土失水收缩与冻结体变关系研究

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岩土工程学报 2018年第S1期40卷 229-234页

作者：刘振亚刘建坤李旭房建宏北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室多年冻土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室青海研究观测基地

与饱和膨润土呈现冻胀现象不同,非饱和膨润土在冻结过程中体缩现象显著,其体缩可能与其失水收缩和冰水相变后产生的冰晶胶结作用有关。为探究非饱和膨润土的冻结体变特征,进行了不同初始孔隙比、饱和度下的三维等温体变试验、常温风干... 详细信息

与饱和膨润土呈现冻胀现象不同,非饱和膨润土在冻结过程中体缩现象显著,其体缩可能与其失水收缩和冰水相变后产生的冰晶胶结作用有关。为探究非饱和膨润土的冻结体变特征,进行了不同初始孔隙比、饱和度下的三维等温体变试验、常温风干试验。试验结果表明:非饱和膨润土冻结温度低于粉质黏土,和其初始含水率正相关;非饱和膨润土在冻融循环中存在低密度土体被压密,高密度土体密度减小的现象。非饱和膨润土在冻结过程中,低饱和度土样存在明显的体缩现象,随着饱和度的提高,其体缩现象逐步消失直至出现明显冻胀;这种现象说明:冻结过程中,不仅存在冰水相变引起的冻胀作用,而且还存在着由于冰水胶结而产生的体缩作用;通过进一步的数据分析,得到了冰水相变导致的体变与土体体积含冰量之间的关系,它综合反映了饱和度、孔隙比、温度等因素对非饱和膨润土冻结体变特性的影响。

关键词：非饱和土膨润土冻缩冻胀冰水相变

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高温不稳定多年冻土区片块石路基热状态变化分析

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公路工程 2019年第6期44卷 66-70页

作者：王青志房建宏徐安花晁刚青海省交通科学研究院青海西宁810016 多年冻土区公路建设与养护技术交通行业重点实验室青海研究观测基地青海西宁810016 长安大学公路学院陕西西安710064 青海交通职业技术学院青海西宁810003

基于高温不稳定多年冻土区长期温度数据,针对片块石路基温度变化、热收支、冻融循环特征进行了分析。结果表明,片块石层作为主动冷却措施的一种,增加了冷热空气的交换,减少了进入路堤的热量,有效地减少了热扰动对路基下路多年冻土热稳... 详细信息

基于高温不稳定多年冻土区长期温度数据,针对片块石路基温度变化、热收支、冻融循环特征进行了分析。结果表明,片块石层作为主动冷却措施的一种,增加了冷热空气的交换,减少了进入路堤的热量,有效地减少了热扰动对路基下路多年冻土热稳定性的不利影响,但观测期间路基中心下的最大融化深度有逐渐增大趋势,且热量在路基阳坡热收支远大于阴坡,右路肩热收支是左路肩的2.73倍,右坡脚热收支是左坡脚的2.29倍,这种热量差异引起路基阳坡下伏多年冻土升温大于阴坡,导致阳坡冻土上限发展速率明显大于阴坡。

关键词：多年冻土片块石路基热收支冻土上限

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PIV技术在非饱和冻土冻胀模型试验中的实现与灰度相关性分析

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岩土工程学报 2018年第2期40卷 313-320页

作者：刘振亚刘建坤李旭胡田飞房建宏北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京100044 多年冻土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室青海研究观测基地青海西宁810001

粒子图像测速法（PIV）已经在流体力学和岩土工程中得到广泛应用,并取得了良好的试验结果。但是,由于黏性土缺乏表面纹理,PIV技术尚未在冻结黏性土颗粒迁移分析中得到成功应用。针对黏性土冻结过程中的土颗粒迁移问题,采用自制的PIV冻... 详细信息

粒子图像测速法（PIV）已经在流体力学和岩土工程中得到广泛应用,并取得了良好的试验结果。但是,由于黏性土缺乏表面纹理,PIV技术尚未在冻结黏性土颗粒迁移分析中得到成功应用。针对黏性土冻结过程中的土颗粒迁移问题,采用自制的PIV冻土模型试验箱,以非饱和粉质黏土作为试验土样,结合Canon EOS 1300D相机和GeoPIV软件,提出了PIV技术在非饱和冻土中的实现方法。结果表明：（1）试验过程中光线的变化会极大的影响试验结果,故需要在摄影棚中构建恒定光场;（2）为便于PIV分析,试验前需对冻土进行表面纹理构建,粒径0.3 mm石英砂是纹理构建的最佳示踪粒子;（3）非饱和粉质黏土在冻结过程中的冰水相变会导致图像灰度变化,根据统计结果,将种子区域灰度相关性及整体灰度相关性分别调整为0.85和0.69。

关键词：非饱和土粉质黏土岩土PIV 冻胀模型

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冻融循环对含砂粉土力学性质的影响

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哈尔滨工业大学学报 2018年第3期50卷 135-142页

作者：刘晖刘建坤邰博文房建宏北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 青海省交通科学研究院多年冻土区公路建设与养护技术交通行业重点实验室青海研究观测基地西宁810000

为了探究多年冻土区地表层的土体在冻融循环过程中力学性质的变化,通过对不同环境冷却温度、压实度、冻融循环次数、含水率和围压下的含砂粉土试样进行室内不固结不排水三轴试验,研究冻融循环后土体应力-应变关系曲线、破坏强度、弹性... 详细信息

为了探究多年冻土区地表层的土体在冻融循环过程中力学性质的变化,通过对不同环境冷却温度、压实度、冻融循环次数、含水率和围压下的含砂粉土试样进行室内不固结不排水三轴试验,研究冻融循环后土体应力-应变关系曲线、破坏强度、弹性模量、抗剪强度参数的变化规律,然后借助正交试验的显著性分析理论,研究以上因素以及各因素间交互作用对破坏强度和弹性模量的影响程度.结果表明:含砂粉土的破坏强度和弹性模量随冻融循环次数增加,在围压300 k Pa或冷却温度-5℃的情况下呈先增加后减小最后稳定的趋势,且在冻融循环3次后达到最大值;随冻融循环次数的增加,内摩擦角在冷却温度为-5℃的情况下逐渐减小并趋于稳定,在冷却温度为-10℃和-15℃的情况下先增加后减小最后趋于稳定;围压、含水率、压实度、冻融循环次数对破坏强度和弹性模量影响显著,冷却温度的影响较弱,压实度和含水率、冻融循环次数和围压的交互作用对破坏强度影响显著.综上分析得出,在研究冻融循环对土体力学性质的影响时应综合考虑各因素及其之间的交互作用.

关键词：冻融循环破坏强度弹性模量抗剪强度参数显著性分析

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毛细黏聚与冰胶结作用对非饱和粉质黏土冻结强度及变形特性的影响

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岩石力学与工程学报 2018年第6期37卷 1551-1559页

作者：刘振亚刘建坤李旭房建宏北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京100044 青海省交通科学研究院多年冻土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室青海研究观测基地青海西宁810001

为探究毛细黏聚和冰胶结作用对冻土强度及变形特性的影响,通过室内试验测定不同饱和度、初始孔隙比情况下,压实、冻结和风干土样的强度及三维等温冻结变形和压缩特性。试验结果及数据分析表明:非饱和粉质黏土冻结强度的提高是基质吸力... 详细信息

为探究毛细黏聚和冰胶结作用对冻土强度及变形特性的影响,通过室内试验测定不同饱和度、初始孔隙比情况下,压实、冻结和风干土样的强度及三维等温冻结变形和压缩特性。试验结果及数据分析表明:非饱和粉质黏土冻结强度的提高是基质吸力增加导致的毛细黏聚与冰胶结黏聚共同作用的结果。饱和度较低时,毛细黏聚作用占较大比重;随着饱和度的提高,冰胶结逐渐占主导作用。假定相同吸力条件下,冻土和非饱和土毛细黏聚力相当,发现冰胶结黏聚力和冻土体积含冰量之间存在线性关系。对于粉质黏土体变,当饱和度高(>0.75)时,土体表现为冻胀,当饱和度低(<0.75)时,土体表现为冻缩,说明冻土体变由黏聚力增加导致的体缩作用与冰水相变导致的体胀作用共同决定。当土样初始饱和度和孔隙比相同时,由黏聚力增加导致的体缩量和受到压力时产生的压缩量相当,可由压缩曲线预估土体的体缩量,体积含冰量与冰水相变导致的体胀量存在线性关系。

关键词：土力学非饱和土粉质黏土冻胀体缩黏聚力

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冻融循环下粉质黏土不排水剪切性状的试验研究

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中南大学学报（自然科学版） 2018年第6期49卷 1481-1490页

作者：胡田飞刘建坤王青志房建宏北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 青海省交通科学研究院多年冻土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室青海研究观测基地青海西宁810000

以青藏高原粉质黏土为对象,进行冻融循环试验和三轴固结不排水剪切试验,研究冻融循环对压实粉质黏土应力-应变关系、孔隙水压力-应变关系、有效应力路径、临界状态线及抗剪强度指标等的影响。研究结果表明:试样在冻融循环前后的应力-应... 详细信息

以青藏高原粉质黏土为对象,进行冻融循环试验和三轴固结不排水剪切试验,研究冻融循环对压实粉质黏土应力-应变关系、孔隙水压力-应变关系、有效应力路径、临界状态线及抗剪强度指标等的影响。研究结果表明:试样在冻融循环前后的应力-应变关系分别为应变硬化型和应变软化型,抗剪强度随冻融循环次数增加而逐渐减小;剪切产生的孔隙水压力和破坏时的孔隙水压力系数均随冻融循环次数或围压增加而增大。应力空间p'-q平面上的有效应力路径在冻融循环后逐渐向左下侧移动,低围压下路径形态由单调增大型过渡为"S"型。孔隙水压力和有效应力路径特征均表明试样在冻融循环下由超固结状态向正常固结状态发展。临界状态线位置随冻融循环次数增加而逐渐下降,临界状态应力比也随之减小;与总应力强度指标相比,有效应力强度指标可以更准确地反映冻融循环和围压对土体力学性质的综合影响;黏聚力和内摩擦角的劣化规律可以采用Logistic函数拟合与预测。

关键词：粉质黏土冻融循环孔隙水压力有效应力路径临界状态线不排水抗剪强度指标

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螺旋桩冻拔特性的模型试验研究

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岩土工程学报 2018年第6期40卷 1084-1092页

作者：王腾飞刘建坤邰博文吕鹏北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 青海省交通科学研究院多年冻土区公路建设与养护技术交通行业重点实验室青海研究观测基地青海西宁810000 天津市市政工程设计研究院天津300041

寒季,季冻区光伏支架基础受地基土不均匀冻胀的影响,引起系统发电效率降低,甚至导致上部结构的整体破坏。因此,工程中常应用螺旋桩来抑制这种病害。通过进行单向冻结条件下的模型试验,考察多种螺旋桩及光滑桩的冻拔特性,总结温度分布、... 详细信息

寒季,季冻区光伏支架基础受地基土不均匀冻胀的影响,引起系统发电效率降低,甚至导致上部结构的整体破坏。因此,工程中常应用螺旋桩来抑制这种病害。通过进行单向冻结条件下的模型试验,考察多种螺旋桩及光滑桩的冻拔特性,总结温度分布、冻拔位移和轴向上拔力的变化规律。结果表明：（1）确定平均冻拔率ηj为表征抗冻拔能力的合理指标,其中半螺旋大叶片桩具有最小平均冻拔率（1.03%）,全螺旋桩的平均冻拔率最高;（2）冻拔位移与冻深之间存在线性关系,螺旋叶片的布设影响冻拔发展;（3）限定桩竖向位移条件下,轴向上拔力与冻深之间存在指数关系。因此,研究成果可为季冻区轻荷载工程基础的抗冻拔措施提供参考。

关键词：螺旋桩冻拔轴向上拔力冻拔力模型试验季节性冻土区

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