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2010
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
1
2010
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
Preliminary study on technology of cooling foundation in permafrost regions
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2002
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
... [2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
多年冻土地区主动冷却地基方法研究
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2002
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
... [2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
Study on theory model of hydro-thermal-mechanical interaction process in saturated freezing silty soil
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2014
Effect of hydro-thermal behavior on the frost heave of a saturated silty clay under different applied pressures
1
2017
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
Significance analysis of factors affecting the cohesion of silty clay
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2020
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
粉质黏土粘聚力影响因素分析
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2020
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
Regionalization and assessment of environmental geological conditions of frozen soils along the Qinghai-Tibet Enginnering Corridor
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2006
青藏工程走廊冻土环境工程地质区划及评价
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2006
Characteristics of ground surface temperature at Chalaping in the source area of the Yellow River, northeastern Tibetan Plateau
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2020
Hydrothermal processes of near-surface warm permafrost in response to strong precipitation events in the headwater area of the Yellow River
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2020
Tensile strength and stress-strain behavior of Devon silt under frozen fringe conditions
2
2011
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
... [9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
Influence of freezing-thawing on strength of over consolidated soils
2
2006
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
... [10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
冻融循环作用对超固结土强度的影响
2
2006
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
... [10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
Influence of freezing-thawing on soil structure and its soils mechanics significance
1
2004
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
冻融作用对土结构性影响的土力学意义
1
2004
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
Engineering geological characteristics and processes of permafrost along the Qinghai-Xizang (Tibet) Highway
0
2003
Evaluation of experimental design features for roadway construction over permafrost
0
1983
Determination of some frozen and thawed properties of permafrost soils
1
1973
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
Effect of freeze-thaw and humidity on mechanical properties of compacted clayey soil
1
2018
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
冻融及含水率对压实黏质土力学性质的影响
1
2018
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
Research on damage mechanics of modified-soil in cold regions subgrade coupling action of freeze thaw and load
0
2016
寒区路基改良土冻融循环与荷载耦合作用下损伤力学研究
0
2016
Influence of freezing-thawing cycles on micro-structure and shear strength of loess
0
2014
冻融循环作用对黄土微结构和强度的影响
0
2014
Effects of freeze-thaw and softening on a natural clay at low stresses
0
1985
Permeability and volume changes in till due to cyclic freeze-thaw
1
1998
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
Physico-mechanical properties changes of Qinghai-Tibet clay due to cyclic freezing-thawing
1
2005
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
冻融循环作用对青藏粘土物理力学性质的影响
1
2005
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
Laboratory study on effect of cyclic freeze-thaw on the uniaxial compressive properties of clayey coarse grained soils
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2019
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
冻融循环对黏质粗粒土单轴抗压性能影响的试验研究
1
2019
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
The changing rule of loess’s porosity under freezing-thawing cycles
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2014
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
冻融循环作用下黄土孔隙率变化规律
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2014
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
Impact of freezing and thawing cycles on structure of soils and its mechanism analysis by laboratory testing
0
2015
冻融循环对土结构性影响的试验研究及影响机制分析
0
2015
Structure evolution and mechanism of engineering properties change of soils under effect of freeze-thaw cycles
1
2013
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
冻融循环作用下土体结构演化规律及其工程性质改变机理
1
2013
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
Pore water pressure measurement for soil subjected to freeze-thaw cycles
2
2015
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
... 由于土体冻结过程中介质空间位置的迁移,极易造成其中孔隙水压力探头的破坏,因此,冻土中孔隙水压力的测量一直是行业内的技术难题.张莲海等[25]、张虎等[38]就孔隙水压力传感器的结构与原理做出过一定的改进设计,但效果依旧不佳,诸多关键问题依旧未能克服.本文用到的孔隙水压力探头是与某仪器设备公司合作设计完成的可用于冻土中孔隙水压力测量的传感器,但依然未能克服造价高昂,容易损坏的缺点.因此,如图10中恒荷载边界条件下,能够采集到完整地反映冻融循环过程中土体孔隙水压力周期性变化规律的数据,已经显得非常难得和珍贵.对于恒定位移限定条件下的试验,仅获取了初始固结压力P01=20 kPa时2号位置处的一组数据,该组数据清晰地反映出冻土中孔隙水压力受冻胀应力的特征.作为探索性或尝试性的研究,本文基于已有的数据,对相关的试验机理进行了细致地论证,最后通过对冻胀应力产生的微观机制以及宏观表现的分析,对工程实际问题给出了相关的建议. ...
冻融循环过程中土体的孔隙水压力测试研究
2
2015
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
... 由于土体冻结过程中介质空间位置的迁移,极易造成其中孔隙水压力探头的破坏,因此,冻土中孔隙水压力的测量一直是行业内的技术难题.张莲海等[25]、张虎等[38]就孔隙水压力传感器的结构与原理做出过一定的改进设计,但效果依旧不佳,诸多关键问题依旧未能克服.本文用到的孔隙水压力探头是与某仪器设备公司合作设计完成的可用于冻土中孔隙水压力测量的传感器,但依然未能克服造价高昂,容易损坏的缺点.因此,如图10中恒荷载边界条件下,能够采集到完整地反映冻融循环过程中土体孔隙水压力周期性变化规律的数据,已经显得非常难得和珍贵.对于恒定位移限定条件下的试验,仅获取了初始固结压力P01=20 kPa时2号位置处的一组数据,该组数据清晰地反映出冻土中孔隙水压力受冻胀应力的特征.作为探索性或尝试性的研究,本文基于已有的数据,对相关的试验机理进行了细致地论证,最后通过对冻胀应力产生的微观机制以及宏观表现的分析,对工程实际问题给出了相关的建议. ...
Pore water and effective pressure in the frozen fringe during soil freezing
0
2008
Pore-water pressures recorded during laboratory freezing and thawing of a natural silt-rich soil
1
1998
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
Experimental study of frozen fringe characteristics
0
1988
Effects of applied pressure on freezing soils
1
1982
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
Settlement of embankment in permafrost regions in the Qinghai-Tibet Plateau
0
2007
Three dimensional analysis of large strain thaw consolidation
1
2012
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
Effect of hydro-thermal behavior on the frost heave of a saturated silty clay under different applied pressures
1
2017
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
Effects of temperature and pressure on frost heaving
1
1979
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
A model for evaluating settlement of clay subjected to freeze-thaw under overburden pressure
1
2020
... 我国国土广袤,幅员辽阔,气候形态多样,拥有占国土面积21.5%的永久冻土分布,以及占国土面积达53.5%的季节冻土分布[1].近年来,随着人类生存空间的不断拓展以及对资源需求量的不断增加,使得修建在寒区的工程设施,如公路、铁路、供水渠道、输油输电管线以及机场等的数量不断增多[2-4].受寒区环境与气候的影响,这些工程设施容易产生由长期冻融循环引起的地基不稳定变形的影响[5-9].特别是新构筑的工程设施尚未适应寒区剧烈变化的气候环境,从而在冻融循环过程中会引起严重的地基土体膨胀或沉降的不稳定变形[10].这种不均匀的变形容易导致路面起伏变形,供水渠道坡体鼓胀,输油管线严重变形等灾害,从而影响到工程设施的正常服役[11-14].尤其对供水渠道而言,由于地下水位埋深较浅,冻融界面具有充足地水源补给,从而使得土体在冻融循环过程中产生的冻胀与融沉变形尤为剧烈.面对诸多严峻的工程问题,国内外学者开展了大量与冻融循环相关的基础研究[15-19],来揭示冻融循环引起工程灾害机制.王大雁等[20]研究了冻融循环作用对青藏黏土物理力学性质的影响,指出冻融循环会使土体从不稳定态向动稳定态发展,反复冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动稳定平衡状态发展.肖东辉等[9]研究了冻融循环作用下黄土孔隙率的变化规律,指出在冻融循环10次后颗粒的大小趋于稳定,且随着冻融循环次数的增加,土体孔隙中的大孔径先减少,后增多.此外,冻融循环对土的强度[21]与结构性有着显著的影响[22-24],冻融过程中水分相变、冰晶生长和水分迁移对土颗粒和孔隙的反作用力,是冻融循环对土结构性影响的根本原因.因此,反复的冻融循环过程会诱导土体的物理力学性质以及微观结构发生显著地改变.总体效果表现为冻融循环会使松散的重塑土强化,使超强固结重塑土弱化[10].同时,冻融循环作用过程中土体结构与力学性质的改变与土体孔隙水变化历程有密切的关系[25-27].而已有研究表明[2,29-31],上覆荷载对土体冻胀具有明显的抑制作用,也可以明显的加快土体融化固结.早在1979年,Penner等[32]指出,冻胀速率对上覆压力有着明显地依赖性.张玺胤等[33]的研究表明冻结锋面的生长速率与上覆压力成反比,即上覆压力会明显的抑制冻胀位移的增长.樊文虎等[34]指出,上覆荷载是影响冻土融化沉降关键因素.以上研究表明上覆荷载是影响土体冻胀与融沉变形的关键因素,但现有的关于土体经历反复冻融循环的研究很少考虑到上覆荷载对试样变形的影响,而且在冻融循环过程中对冻胀应力与孔隙水压力特征的研究同样很少见.而在工程实践中,由于基土上部构筑物的不同,以及观测单元在土体中埋深的不同,使得土体的固结状态与其所处的应力环境也不同.因此,研究不同上覆压力在土体冻融循环过程中的变形特性、孔隙水压力特征以及冻胀应力变化特征有着极为重要地实践意义.同时,在冻融过程中土体变形特性的研究对工程设计以及相关标准的制定有着极为重要的意义,但是相关的研究目前极为少见. ...
Ice lens growth mechanism and hydro-thermal-mechanical coupling research on frost heave
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2019
... 季雨坤的研究[35]认为,作用于固体基质附近的吸引力会产生一种使冰颗粒与固体基质相分离的力,该力受该处温度与冰-水界面曲率的影响,并定义为分离压力.土体在正冻过程或已冻状态下,由于温度梯度的作用引起冻融界面水分(包括原位水和迁移水)相变,而相变的过程伴随着冻融界面分离压力的作用,进而引起土体体积膨胀,当这种膨胀受到限制时会产生相应的作用反力,将这种宏观应力定义为冻胀应力.因此,认为冻胀应力是冰-水相变界面分离压力的宏观表现.对于供水渠道而言,由冻融界面产生的这种冻胀应力会通过土体介质最终传导到表层衬砌结构上,从而引起结构破损,因此研究冻胀应力在冻融循环中的变化具有非常重要的意义.在恒位移限定条件下,冻融循环会引起土体中冻胀应力的发育与消散.图8为土体在不同初始上覆荷载条件下完成固结后,在当前位移限定条件下,冻融循环过程中土体中的冻胀应力变化情况.初始固结应力越大,即试样的固结程度越好,在冻结过程中产生的最大冻胀应力值越大.随着冻融循环次数的不断增加,在冻结过程中产生的最大冻胀应力以式(4)的形式不断衰减. ...
冰透镜体生长机制及水热力耦合冻胀特性研究
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2019
... 季雨坤的研究[35]认为,作用于固体基质附近的吸引力会产生一种使冰颗粒与固体基质相分离的力,该力受该处温度与冰-水界面曲率的影响,并定义为分离压力.土体在正冻过程或已冻状态下,由于温度梯度的作用引起冻融界面水分(包括原位水和迁移水)相变,而相变的过程伴随着冻融界面分离压力的作用,进而引起土体体积膨胀,当这种膨胀受到限制时会产生相应的作用反力,将这种宏观应力定义为冻胀应力.因此,认为冻胀应力是冰-水相变界面分离压力的宏观表现.对于供水渠道而言,由冻融界面产生的这种冻胀应力会通过土体介质最终传导到表层衬砌结构上,从而引起结构破损,因此研究冻胀应力在冻融循环中的变化具有非常重要的意义.在恒位移限定条件下,冻融循环会引起土体中冻胀应力的发育与消散.图8为土体在不同初始上覆荷载条件下完成固结后,在当前位移限定条件下,冻融循环过程中土体中的冻胀应力变化情况.初始固结应力越大,即试样的固结程度越好,在冻结过程中产生的最大冻胀应力值越大.随着冻融循环次数的不断增加,在冻结过程中产生的最大冻胀应力以式(4)的形式不断衰减. ...
A model for prediction of ice lensing and frost heave in soils
1
1980
... 根据Gilipin[36]、Nixon[37]的研究,认为当冰水界面分离压力满足式(8)时,局部冰透镜体才会形成. ...
Discrete ice lens theory for frost heave in soil
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1991
... 根据Gilipin[36]、Nixon[37]的研究,认为当冰水界面分离压力满足式(8)时,局部冰透镜体才会形成. ...
Mechanism analysis and numerical simulation on the settlement of warm and ice-rich permafrost
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2013
... 由于土体冻结过程中介质空间位置的迁移,极易造成其中孔隙水压力探头的破坏,因此,冻土中孔隙水压力的测量一直是行业内的技术难题.张莲海等[25]、张虎等[38]就孔隙水压力传感器的结构与原理做出过一定的改进设计,但效果依旧不佳,诸多关键问题依旧未能克服.本文用到的孔隙水压力探头是与某仪器设备公司合作设计完成的可用于冻土中孔隙水压力测量的传感器,但依然未能克服造价高昂,容易损坏的缺点.因此,如图10中恒荷载边界条件下,能够采集到完整地反映冻融循环过程中土体孔隙水压力周期性变化规律的数据,已经显得非常难得和珍贵.对于恒定位移限定条件下的试验,仅获取了初始固结压力P01=20 kPa时2号位置处的一组数据,该组数据清晰地反映出冻土中孔隙水压力受冻胀应力的特征.作为探索性或尝试性的研究,本文基于已有的数据,对相关的试验机理进行了细致地论证,最后通过对冻胀应力产生的微观机制以及宏观表现的分析,对工程实际问题给出了相关的建议. ...
高温-高含冰量冻土沉降变形机理分析及数值计算
1
2013
... 由于土体冻结过程中介质空间位置的迁移,极易造成其中孔隙水压力探头的破坏,因此,冻土中孔隙水压力的测量一直是行业内的技术难题.张莲海等[25]、张虎等[38]就孔隙水压力传感器的结构与原理做出过一定的改进设计,但效果依旧不佳,诸多关键问题依旧未能克服.本文用到的孔隙水压力探头是与某仪器设备公司合作设计完成的可用于冻土中孔隙水压力测量的传感器,但依然未能克服造价高昂,容易损坏的缺点.因此,如图10中恒荷载边界条件下,能够采集到完整地反映冻融循环过程中土体孔隙水压力周期性变化规律的数据,已经显得非常难得和珍贵.对于恒定位移限定条件下的试验,仅获取了初始固结压力P01=20 kPa时2号位置处的一组数据,该组数据清晰地反映出冻土中孔隙水压力受冻胀应力的特征.作为探索性或尝试性的研究,本文基于已有的数据,对相关的试验机理进行了细致地论证,最后通过对冻胀应力产生的微观机制以及宏观表现的分析,对工程实际问题给出了相关的建议. ...