针对寒区隧道衬背脱空积水冻胀可能严重危害行车安全的问题,开展了考虑排泄条件的隧道衬背脱空积水冻结模拟试验,在试验中引入了地下水补给/排泄通道,明确了2类脱空积水冻胀机制;使用数值模拟软件ANSYS建立了衬背脱空积水冻胀数值模型,揭示了脱空处冻胀力对衬砌结构承载特性的影响;通过在虎峰岭隧道进行温度监测,得到了纵向温度分布,建立了衬背脱空底部温度求解模型,分析了衬砌表面温度与脱空底部温度的对应关系,并提出了衬背脱空积水冻胀高发段落预测方法。研究结果表明:水的补给/排泄通道不冻结的脱空处不会产生冻胀力,通道先冻结的脱空处会产生较大冻胀力,当冻胀力大于围岩压力时,冻胀力会沿初期支护与二次衬砌的接触面释放,向压力较小的地方消散;无冻胀力时隧道衬砌结构拱顶脱空中线部位的沉降最小,冻胀力对脱空部位的沉降有显著影响;在隧道横断面上,距脱空中线部位越远,冻胀力引起的位移越小,在隧道纵向上则无明显差异;随着脱空内冻胀力的增加,隧道衬砌结构会出现相对隆起以及与衬砌结构整体受力这2种受力状态,脱空部位混凝土则由全截面受压逐渐变为局部受拉;当脱空底部日周期温度波动幅度在1℃以上,且以脱空底部温度-5 ℃作为脱空...
为深入了解高原冻融区填石通风路基热量传递规律及沉降变形特征,依托新疆喀喇昆仑山区G219线冻融区新建公路工程,通过现场布设温度传感器和沉降监测点,对填石通风路基的温度变化和沉降变形进行实时监测。监测数据分析表明,填石通风路基对道路内部热量传入起到阻碍作用,并且随填土高度增加,通风路基底部出现明显的温度滞后现象,降低路基的整体沉降变形,减缓阴阳坡效应。
为深入了解高原冻融区填石通风路基热量传递规律及沉降变形特征,依托新疆喀喇昆仑山区G219线冻融区新建公路工程,通过现场布设温度传感器和沉降监测点,对填石通风路基的温度变化和沉降变形进行实时监测。监测数据分析表明,填石通风路基对道路内部热量传入起到阻碍作用,并且随填土高度增加,通风路基底部出现明显的温度滞后现象,降低路基的整体沉降变形,减缓阴阳坡效应。
为深入了解高原冻融区填石通风路基热量传递规律及沉降变形特征,依托新疆喀喇昆仑山区G219线冻融区新建公路工程,通过现场布设温度传感器和沉降监测点,对填石通风路基的温度变化和沉降变形进行实时监测。监测数据分析表明,填石通风路基对道路内部热量传入起到阻碍作用,并且随填土高度增加,通风路基底部出现明显的温度滞后现象,降低路基的整体沉降变形,减缓阴阳坡效应。
为深入了解高原冻融区填石通风路基热量传递规律及沉降变形特征,依托新疆喀喇昆仑山区G219线冻融区新建公路工程,通过现场布设温度传感器和沉降监测点,对填石通风路基的温度变化和沉降变形进行实时监测。监测数据分析表明,填石通风路基对道路内部热量传入起到阻碍作用,并且随填土高度增加,通风路基底部出现明显的温度滞后现象,降低路基的整体沉降变形,减缓阴阳坡效应。
为探究寒区路基在水-热耦合作用下的变形机理,本研究以鹤哈高速(G1111)苔青至伊春段(62.44km)为对象,构建二维水热迁移耦合模型,结合现场监测与数值模拟方法,揭示冻融循环过程中路基温度场、水分场与变形场的相互作用规律。基于相变传热与非等温水分迁移理论,采用Abaqus软件进行仿真分析,在路基横断面上自左侧路肩至右侧路肩按1.25m间距均匀布设9个综合监测点,量化路基表层冻胀与融沉阶段的变形特征。结果表明:冻结期模拟路段路基表层最大冻胀位移可达8.48mm,横截面变形呈抛物线分布;春季融沉速率(0.12mm/d)显著高于冻胀期(0.07mm/d),且11月至次年1月的冻胀速率较1-2月高18.7%;竖向位移极值与地温梯度呈负相关。研究成果为寒区道路抗冻设计与病害防控提供了理论依据。
为探究寒区路基在水-热耦合作用下的变形机理,本研究以鹤哈高速(G1111)苔青至伊春段(62.44km)为对象,构建二维水热迁移耦合模型,结合现场监测与数值模拟方法,揭示冻融循环过程中路基温度场、水分场与变形场的相互作用规律。基于相变传热与非等温水分迁移理论,采用Abaqus软件进行仿真分析,在路基横断面上自左侧路肩至右侧路肩按1.25m间距均匀布设9个综合监测点,量化路基表层冻胀与融沉阶段的变形特征。结果表明:冻结期模拟路段路基表层最大冻胀位移可达8.48mm,横截面变形呈抛物线分布;春季融沉速率(0.12mm/d)显著高于冻胀期(0.07mm/d),且11月至次年1月的冻胀速率较1-2月高18.7%;竖向位移极值与地温梯度呈负相关。研究成果为寒区道路抗冻设计与病害防控提供了理论依据。
为探究寒区路基在水-热耦合作用下的变形机理,本研究以鹤哈高速(G1111)苔青至伊春段(62.44km)为对象,构建二维水热迁移耦合模型,结合现场监测与数值模拟方法,揭示冻融循环过程中路基温度场、水分场与变形场的相互作用规律。基于相变传热与非等温水分迁移理论,采用Abaqus软件进行仿真分析,在路基横断面上自左侧路肩至右侧路肩按1.25m间距均匀布设9个综合监测点,量化路基表层冻胀与融沉阶段的变形特征。结果表明:冻结期模拟路段路基表层最大冻胀位移可达8.48mm,横截面变形呈抛物线分布;春季融沉速率(0.12mm/d)显著高于冻胀期(0.07mm/d),且11月至次年1月的冻胀速率较1-2月高18.7%;竖向位移极值与地温梯度呈负相关。研究成果为寒区道路抗冻设计与病害防控提供了理论依据。
为探究寒区路基在水-热耦合作用下的变形机理,本研究以鹤哈高速(G1111)苔青至伊春段(62.44km)为对象,构建二维水热迁移耦合模型,结合现场监测与数值模拟方法,揭示冻融循环过程中路基温度场、水分场与变形场的相互作用规律。基于相变传热与非等温水分迁移理论,采用Abaqus软件进行仿真分析,在路基横断面上自左侧路肩至右侧路肩按1.25m间距均匀布设9个综合监测点,量化路基表层冻胀与融沉阶段的变形特征。结果表明:冻结期模拟路段路基表层最大冻胀位移可达8.48mm,横截面变形呈抛物线分布;春季融沉速率(0.12mm/d)显著高于冻胀期(0.07mm/d),且11月至次年1月的冻胀速率较1-2月高18.7%;竖向位移极值与地温梯度呈负相关。研究成果为寒区道路抗冻设计与病害防控提供了理论依据。
低填浅挖冻土路基的施工难度大,变形机理复杂。以冻土区公路为例,基于路床厚度和路面厚度划分了低填浅挖路段,从施工准备、路基基底换填、分层填筑和压实、分层开挖等方面,分析低填浅挖路基的施工技术要点。以K1+220~K1+520段低填路基为例,利用有限元软件建立路基计算模型,分析其在施工期间的变形规律。计算结果表明,路基变形随冻融循环次数的增加而增加,研究成果可为类似路基建设提供参考。