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为了快速和直观地掌握新型框架锚杆支护下多年冻土边坡的冻融规律,基于水-热-力耦合理论,考虑多年冻土边坡冻结和融化规律,在考虑风速影响下建立了新型通风锚杆支护边坡冻胀、融化固结耦合控制方程,并通过伽辽金法和有限差分法对这些控制方程进行相应的空间域和时间域的离散,进而编制了有限元软件,从而建立了新型框架通风锚杆支护多年冻土边坡水-热-力耦合模型,并采用室内模型试验验证了所建立模型的可靠性.利用该模型对新型框架通风锚杆支护多年冻土边坡进行了计算,研究结果表明:(1)在新型框架通风锚杆支护下,坡面及锚杆周围的温度明显低于坡体内部,且锚杆周围的温度分布呈现波浪线形态;在融化期间,坡面温度相对升高,然而锚杆周围的温度仍然低于坡体内部.(2)经过长期的冻融循环,边坡产生了不可恢复的变形,且变形逐年累加.(3)在冻融循环周期内,锚杆轴力表现为逐渐增大、然后减小的趋势,其受到的冻胀力超过融土土压力.该计算模型可为新型框架通风锚杆的设计计算提供理论指导.

期刊论文 2025-04-22 DOI: 10.16058/j.issn.1005-0930.2025.02.012

为了快速和直观地掌握新型框架锚杆支护下多年冻土边坡的冻融规律,基于水-热-力耦合理论,考虑多年冻土边坡冻结和融化规律,在考虑风速影响下建立了新型通风锚杆支护边坡冻胀、融化固结耦合控制方程,并通过伽辽金法和有限差分法对这些控制方程进行相应的空间域和时间域的离散,进而编制了有限元软件,从而建立了新型框架通风锚杆支护多年冻土边坡水-热-力耦合模型,并采用室内模型试验验证了所建立模型的可靠性.利用该模型对新型框架通风锚杆支护多年冻土边坡进行了计算,研究结果表明:(1)在新型框架通风锚杆支护下,坡面及锚杆周围的温度明显低于坡体内部,且锚杆周围的温度分布呈现波浪线形态;在融化期间,坡面温度相对升高,然而锚杆周围的温度仍然低于坡体内部.(2)经过长期的冻融循环,边坡产生了不可恢复的变形,且变形逐年累加.(3)在冻融循环周期内,锚杆轴力表现为逐渐增大、然后减小的趋势,其受到的冻胀力超过融土土压力.该计算模型可为新型框架通风锚杆的设计计算提供理论指导.

期刊论文 2025-04-22 DOI: 10.16058/j.issn.1005-0930.2025.02.012

为了快速和直观地掌握新型框架锚杆支护下多年冻土边坡的冻融规律,基于水-热-力耦合理论,考虑多年冻土边坡冻结和融化规律,在考虑风速影响下建立了新型通风锚杆支护边坡冻胀、融化固结耦合控制方程,并通过伽辽金法和有限差分法对这些控制方程进行相应的空间域和时间域的离散,进而编制了有限元软件,从而建立了新型框架通风锚杆支护多年冻土边坡水-热-力耦合模型,并采用室内模型试验验证了所建立模型的可靠性.利用该模型对新型框架通风锚杆支护多年冻土边坡进行了计算,研究结果表明:(1)在新型框架通风锚杆支护下,坡面及锚杆周围的温度明显低于坡体内部,且锚杆周围的温度分布呈现波浪线形态;在融化期间,坡面温度相对升高,然而锚杆周围的温度仍然低于坡体内部.(2)经过长期的冻融循环,边坡产生了不可恢复的变形,且变形逐年累加.(3)在冻融循环周期内,锚杆轴力表现为逐渐增大、然后减小的趋势,其受到的冻胀力超过融土土压力.该计算模型可为新型框架通风锚杆的设计计算提供理论指导.

期刊论文 2025-04-22 DOI: 10.16058/j.issn.1005-0930.2025.02.012

为了快速和直观地掌握新型框架锚杆支护下多年冻土边坡的冻融规律,基于水-热-力耦合理论,考虑多年冻土边坡冻结和融化规律,在考虑风速影响下建立了新型通风锚杆支护边坡冻胀、融化固结耦合控制方程,并通过伽辽金法和有限差分法对这些控制方程进行相应的空间域和时间域的离散,进而编制了有限元软件,从而建立了新型框架通风锚杆支护多年冻土边坡水-热-力耦合模型,并采用室内模型试验验证了所建立模型的可靠性.利用该模型对新型框架通风锚杆支护多年冻土边坡进行了计算,研究结果表明:(1)在新型框架通风锚杆支护下,坡面及锚杆周围的温度明显低于坡体内部,且锚杆周围的温度分布呈现波浪线形态;在融化期间,坡面温度相对升高,然而锚杆周围的温度仍然低于坡体内部.(2)经过长期的冻融循环,边坡产生了不可恢复的变形,且变形逐年累加.(3)在冻融循环周期内,锚杆轴力表现为逐渐增大、然后减小的趋势,其受到的冻胀力超过融土土压力.该计算模型可为新型框架通风锚杆的设计计算提供理论指导.

期刊论文 2025-04-22 DOI: 10.16058/j.issn.1005-0930.2025.02.012

为了快速和直观地掌握新型框架锚杆支护下多年冻土边坡的冻融规律,基于水-热-力耦合理论,考虑多年冻土边坡冻结和融化规律,在考虑风速影响下建立了新型通风锚杆支护边坡冻胀、融化固结耦合控制方程,并通过伽辽金法和有限差分法对这些控制方程进行相应的空间域和时间域的离散,进而编制了有限元软件,从而建立了新型框架通风锚杆支护多年冻土边坡水-热-力耦合模型,并采用室内模型试验验证了所建立模型的可靠性.利用该模型对新型框架通风锚杆支护多年冻土边坡进行了计算,研究结果表明:(1)在新型框架通风锚杆支护下,坡面及锚杆周围的温度明显低于坡体内部,且锚杆周围的温度分布呈现波浪线形态;在融化期间,坡面温度相对升高,然而锚杆周围的温度仍然低于坡体内部.(2)经过长期的冻融循环,边坡产生了不可恢复的变形,且变形逐年累加.(3)在冻融循环周期内,锚杆轴力表现为逐渐增大、然后减小的趋势,其受到的冻胀力超过融土土压力.该计算模型可为新型框架通风锚杆的设计计算提供理论指导.

期刊论文 2025-04-22 DOI: 10.16058/j.issn.1005-0930.2025.02.012

明确冻融作用下裂隙演化规律是揭示土体冻胀融沉变形特性的关键,对保障冻土工程中构筑物的长期安全服役至关重要。本文对不同黏粒含量(5%、10%、15%和20%)试样在不同环境冻结温度下(-5℃、-10℃和-15℃)进行一次各向等温冻融试验,并结合扫描电子显微镜和计算机断层扫描技术分别对裂隙进行直接观测和三维重构,研究了裂隙发育规律和演化机制。试验结果表明,在低于-10℃环境冻结温度时10%和15%黏粒含量试样中产生的裂隙体积含量相对较高。裂隙从表面产生向试样内部发展,裂隙方位角分布较为均匀,而裂隙极角主要分布在与水平面夹角±30o范围内。三维分形维数能很好地反映裂隙的发育程度,数值越高表明裂隙体积含量和不规则程度均越高。黏粒含量影响土体初始孔隙结构、黏粒团聚体形态以及黏粒团聚体内、外孔隙水的赋存特性,不同环境冻结温度条件下黏粒团聚体内、外的结晶应力差引发黏粒团聚体冷缩、膨胀、破碎重新排列等形态变化以及土颗粒间胶结方式改变,从而表现出复杂的裂隙演化规律。

期刊论文 2025-04-09 DOI: 10.13544/j.cnki.jeg.2025-0031

明确冻融作用下裂隙演化规律是揭示土体冻胀融沉变形特性的关键,对保障冻土工程中构筑物的长期安全服役至关重要。本文对不同黏粒含量(5%、10%、15%和20%)试样在不同环境冻结温度下(-5℃、-10℃和-15℃)进行一次各向等温冻融试验,并结合扫描电子显微镜和计算机断层扫描技术分别对裂隙进行直接观测和三维重构,研究了裂隙发育规律和演化机制。试验结果表明,在低于-10℃环境冻结温度时10%和15%黏粒含量试样中产生的裂隙体积含量相对较高。裂隙从表面产生向试样内部发展,裂隙方位角分布较为均匀,而裂隙极角主要分布在与水平面夹角±30o范围内。三维分形维数能很好地反映裂隙的发育程度,数值越高表明裂隙体积含量和不规则程度均越高。黏粒含量影响土体初始孔隙结构、黏粒团聚体形态以及黏粒团聚体内、外孔隙水的赋存特性,不同环境冻结温度条件下黏粒团聚体内、外的结晶应力差引发黏粒团聚体冷缩、膨胀、破碎重新排列等形态变化以及土颗粒间胶结方式改变,从而表现出复杂的裂隙演化规律。

期刊论文 2025-04-09 DOI: 10.13544/j.cnki.jeg.2025-0031

明确冻融作用下裂隙演化规律是揭示土体冻胀融沉变形特性的关键,对保障冻土工程中构筑物的长期安全服役至关重要。本文对不同黏粒含量(5%、10%、15%和20%)试样在不同环境冻结温度下(-5℃、-10℃和-15℃)进行一次各向等温冻融试验,并结合扫描电子显微镜和计算机断层扫描技术分别对裂隙进行直接观测和三维重构,研究了裂隙发育规律和演化机制。试验结果表明,在低于-10℃环境冻结温度时10%和15%黏粒含量试样中产生的裂隙体积含量相对较高。裂隙从表面产生向试样内部发展,裂隙方位角分布较为均匀,而裂隙极角主要分布在与水平面夹角±30o范围内。三维分形维数能很好地反映裂隙的发育程度,数值越高表明裂隙体积含量和不规则程度均越高。黏粒含量影响土体初始孔隙结构、黏粒团聚体形态以及黏粒团聚体内、外孔隙水的赋存特性,不同环境冻结温度条件下黏粒团聚体内、外的结晶应力差引发黏粒团聚体冷缩、膨胀、破碎重新排列等形态变化以及土颗粒间胶结方式改变,从而表现出复杂的裂隙演化规律。

期刊论文 2025-04-09 DOI: 10.13544/j.cnki.jeg.2025-0031

以涞源国家跳台滑雪训练基地项目为背景,为研究冻融作用对于碎石土高陡填方边坡的影响,采用离心模型试验的研究方法,通过分析冻融作用下边坡不同位置的温度、孔隙水压力以及坡顶竖向位移等参数,研究了冻融作用下碎石土高陡填方边坡的响应,并讨论了碎石土填料级配对边坡物理性质的影响,进而得到冻融作用下碎石土高陡填方边坡填料的最优级配。研究结果表明:不同埋深处的碎石土温度变化趋势基本一致,但温度变化速率随埋深增大而降低,坡面处的冻结速率和融沉速率显著高于坡脚与坡顶;冻融过程中碎石土的温度、孔隙水压力变化趋势均表现为“快速下降-缓慢下降-快速升高-缓慢升高”,温度变化最大处位于坡面,孔隙水压力变化最复杂处位于坡脚;坡顶竖向位移变化规律呈现为“快速冻胀-缓慢冻胀-快速融沉-缓慢融沉”,最大竖向位移发生在坡顶中线附近;碎石土填料中的粗颗粒含量对冻融过程中的孔隙水压力变化有显著的影响,粗颗粒的含量越多,孔隙水压力变化幅度越小;适当减少碎石土填料中细颗粒成分的占比,增大中粗颗粒的含量,使细、中、粗颗粒含量比约为6∶3∶1时,可提高冻融作用下坡脚处的最低温度,降低坡脚处的初始孔隙水压力,减少坡顶处的冻胀融沉和边坡整...

期刊论文 2025-03-13

以涞源国家跳台滑雪训练基地项目为背景,为研究冻融作用对于碎石土高陡填方边坡的影响,采用离心模型试验的研究方法,通过分析冻融作用下边坡不同位置的温度、孔隙水压力以及坡顶竖向位移等参数,研究了冻融作用下碎石土高陡填方边坡的响应,并讨论了碎石土填料级配对边坡物理性质的影响,进而得到冻融作用下碎石土高陡填方边坡填料的最优级配。研究结果表明:不同埋深处的碎石土温度变化趋势基本一致,但温度变化速率随埋深增大而降低,坡面处的冻结速率和融沉速率显著高于坡脚与坡顶;冻融过程中碎石土的温度、孔隙水压力变化趋势均表现为“快速下降-缓慢下降-快速升高-缓慢升高”,温度变化最大处位于坡面,孔隙水压力变化最复杂处位于坡脚;坡顶竖向位移变化规律呈现为“快速冻胀-缓慢冻胀-快速融沉-缓慢融沉”,最大竖向位移发生在坡顶中线附近;碎石土填料中的粗颗粒含量对冻融过程中的孔隙水压力变化有显著的影响,粗颗粒的含量越多,孔隙水压力变化幅度越小;适当减少碎石土填料中细颗粒成分的占比,增大中粗颗粒的含量,使细、中、粗颗粒含量比约为6∶3∶1时,可提高冻融作用下坡脚处的最低温度,降低坡脚处的初始孔隙水压力,减少坡顶处的冻胀融沉和边坡整...

期刊论文 2025-03-13
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