利用232组试验数据,运用粒度熵理论定量描述土体的颗粒含量变化规律,研究土质、细颗粒含量、颗粒特征参数、压实度、初始含水率、试样尺寸与冻胀率的关系。结果表明:细颗粒含量是影响冻胀率的重要因素,其次是含水率。粒度熵参数能够很好地描述不同路基填料的冻胀率变化特征,标准基础熵与冻胀率存在较为明显的线性关系,为寒区建设工程的地基和基础稳定性研究提供参考。
考虑了冻胀敏感性土和冻胀非敏感性土在交界面两边的冻胀差异性,及穿越两种土壤交界面的输油、输气管道的内禀轴向力(可能源自温度应力、交界面处的水平冻胀效应,以及管道安装时产生的初应力等)的联合作用,建立了可用于计算管道的横向位移(挠度)、弯矩和剪力等分布状态的数学模型,并进行了解析求解.对该模型基于算例的数值分析表明,管道中存在一定程度的轴向拉力有利于冻胀环境下管道的安全运营,而存在一定程度的轴向压力不利于管道在冻胀环境下的安全运营.暖季埋设的管道在冷季来临时,温度应力表现为轴向拉应力.忽略其他原因产生的轴向压力,管道会因温度拉应力的存在而变得更加安全稳定.
由于高速铁路对变形的高要求,在季节性冻土区修筑高速铁路,路基的防冻胀问题尤为关键。通过借鉴、分析国内外各行业对地基、路基填料的冻胀敏感性分类,以及国内外公路、铁路等行业对防冻层设置的具体技术要求和工程措施,结合哈大客运专线工程具体要求,讨论适应我国季节性冻土地区高速铁路路基填料的冻胀分类的技术指标。通过现场监测数据对比分析冻胀量沿路基冻深的分布状况,发现高速铁路路基冻胀变形量的70%出现在路基基床底层上部,以此来评价防冻层设置厚度。并应用有限元法进行数值计算,结果表明,使用改性A,B组填料的路基最大冻结深度要较使用普通A,B组填料的路基小20~30 cm,同时回暖速度也快于普通路基,说明使用改性填料的路基具有良好的保温效果和升温速率。
通过4种不同塑性细粒土料的室内闭式冻胀模拟试验,阐述了土的含水量、塑性、饱和度和密实度等因素对冻胀性的影响.在分别建立粘性土和粉土的ηW-Wp关系的基础上,综合分析并给出了细粒土的ηW-Wp关系.提供了典型土料的ηW-WPKdSr关系图,提出了细粒土的ηW-WPKd/Sr多元线性回归方程式.通过因子贡献率大小分析,指出超塑含水量(W-Wp)大小是影响细粒土冻胀敏感性的主导因素.