藏区高原公路建设面临严峻的地质与气候挑战,特别是在冻土、湿陷性黄土等复杂土层中,路基沉降问题严重影响道路的长期稳定性与安全性。为解决这一问题,文章以藏区某高原公路工程为研究对象,系统分析了路基填筑技术和抗沉降措施的应用与效果。采取相关技术措施,有效控制了路基沉降,确保了路基的稳定性和公路的安全运行。研究表明,采用的技术方案能显著减缓路基沉降,提高路基的承载能力,为类似地区的公路建设提供了宝贵的经验和理论支持。
在水利水电工程建设施工中,冻土季节的施工是一个不容忽视的问题,处理不当会引起地基不均匀沉降,从而严重影响结构物安全及整体性能。为确保工程质量和安全,通过研究有效的季节性冻土防治施工措施,来应对季节性冻土带来的挑战,保障结构物安全和整体结构性能的稳定。
弹性冻土地基梁模型因其能有效地反映冻土-结构间的相互作用与变形协调,在渠道冻胀力学分析中得到广泛应用。在现有模型基础上,考虑衬砌板法向冻胀变形与接触面切向位移的耦合效应,基于Winkler假设构建考虑轴向与弯曲变形耦合的梯形渠道冻土地基模型,并应用微分算子级数法及卡尔达诺公式对耦合方程组进行了求解。相比已有研究,该模型可选取更加灵活且物理意义明确的边界条件,可同时兼顾衬砌两端法向与切向边界。通过引入待定参数克服了前后模型不一致的不足,实现衬砌板法向-切向位移及板间相互作用力的一体化求解。以甘肃靖会总干渠为例计算衬砌各点冻胀位移,并与弹性支承法、有限元法计算结果及观测值进行对比分析,验证了模型的合理性与适用性。以新疆塔里木灌区某梯形渠道为原型,对衬砌板法向冻胀位移、接触面切向位移、截面弯矩及上表面应力进行了计算。结果表明,本文模型、非耦合模型及有限元法计算结果的总体变化趋势一致,本文模型计算值较非耦合模型更加接近观测值。对渠底板切向位移的计算表明该模型可有效地体现由于阴、阳坡差异引起的底板接触面切向位移、切向冻结力的非对称分布规律。通过计算渠道坡板上表面应力估算的衬砌板易开裂范围与灌区现...
KEWZK水电站渠道基础是典型的湿陷性黄土且具有冻胀的可能性。通过方案分析,采取坡积物渠段采用原土翻夯处理,黄土段采用“垫层法+翻夯法”对湿陷性黄土进行处理,通过冻胀分析,护坡下砂砾石防冻垫层的置换厚度约50cm可满足防冻要求。
为研究冻土地区埋地管道在融沉过程中的受力机理,利用人工冻融技术,开展了人工冻结饱和软黏土中埋地管道融沉模型试验,测试研究了融沉过程中土体温度场、水分场、位移场分布情况以及管道的力学特性。结果表明:在融沉过程中,土体的沉降主要由融化沉降和压缩沉降两部分组成;通过控制冷端温度可以有效的控制融沉速率,土体融化后,土中应力则主要集中于荷载区域下方土体,并且随着深度的增加荷载对土体的应力出现衰减;随着管道通热,冻土层的解冻,管身在油温作用下产生热膨胀现象,同时荷载对管身的作用也愈加明显,管身出现向下挠曲和圆截面椭圆化现象。结果对于冻土融化时管道的安全评估具有意义。
对西藏某拟建公路地基的砾砂冻土开展了4种融冻环境状态下的大型直剪试验,分析了水平位移、竖直位移、体积的变化规律,获取了临界状态和峰值状态下的内摩擦角,探讨了抗剪强度与融冻循环的关系。研究结果表明:随着法向应力的升高,冻土试样的剪切变形行为逐渐由应变软化向应变硬化转换;总体上该砾砂土的温度越高,抗剪强度越低;对于临界状态内摩擦角,状态排序为:C1>C2>C3>C4,而对于峰值状态内摩擦角,状态排序为:C1>C3>C2>C4;在冬季对地基进行压实施工后,应及时保温以减小气候变化对地基温度的影响,并尽量避免在夏季高温时进行地基上部路堤填筑。
在冻土地区修建结构物,除了要满足非冻土区结构物所要满足的强度与变形条件外,还要考虑以冻土作为结构物地基时,其强度随温度和时间而变化的情况。所以采用什么样的防冻胀和融沉措施来保证冻土区结构物地基的稳定,是关系到冻土区工程建设成败的关键所在。冻土基地对结构物的影响主要有冻胀和融沉两种破坏形式,因此,冻土地基应从保持冻结和允许融化两种状态分别进行处理,以保证冻土区结构物的安全和正常使用。
《冻土地区建筑地基基础设计规范》和《建筑地基基础设计规范》对季节冻土地区的地基基础设计均作出了规定,文章在满足冻土地区地基基础设计安全、适用的前提下,对两种设计规范进行对比分析,总结季节冻土地区地基基础设计的关键条款,提出应用建议。
针对冻土上限较深的岛状多年冻土地基稳定性问题,本文提出了一种用石灰桩预融处理岛状冻土地基的方法。根据生石灰水化反应放热的特点,提出用石灰桩处理高温岛状冻土地基的桩体材料配合比计算公式,并开展了石灰桩模型试验。结果表明,石灰桩能有效融化多年冻土并对融化后的地基土起到挤密加固作用。保证石灰桩预融效果的3个关键要素是:桩体含水率应控制在15%~19%;从拌和到分层夯填完成时间须控制在5 min以内;生石灰粒径宜控制在6 cm以内。
寒区工程建设现已成为一种趋势,但在建设工程中,特殊地质问题的解决与处理也成为亟待研究的方向。针对冻土这一特殊地质,对其工程特性分析,对比现有冻土地基处理的方法。发现现大量工程都是采用单一的设计原则去改善地基基础的状态。本文的研究成果可以为处理冻土这一特殊地质地基提供依据。