为了研究季节性温度边界条件对冻土路基融化固结特性的影响,对三维非线性大变形融化固结理论进行修正,引入季节性温度边界条件,并采用摩尔库伦准则描述土体融化后进入塑性阶段的沉降变形,建立了能够考虑季节性温度边界条件影响的三维非线性塑性融化固结理论。在此基础上,采用FLAC3D软件对所建理论模型进行数值化,并以青藏公路某段高含冰量路基为例,分析了其在季节性温度边界条件下的融化固结规律,最后结合实测数据验证了所建理论模型的有效性。研究结果表明,冻土路基的沉降变形随着地表温度的季节性变化而呈现出周期性的变化规律,这是季节性温度边界条件下冻土路基融化固结规律的最显著特征。通过对固结过程中孔隙水压力分布的研究发现,路基浅层融化区域内的孔隙水在运营初期已经消散,而在之后长时间的运营过程中,冻土路基融沉的持续发展主要是由于融化锋面处新融化的孔隙水的消散。
为了研究季节性温度边界条件对冻土路基融化固结特性的影响,对三维非线性大变形融化固结理论进行修正,引入季节性温度边界条件,并采用摩尔库伦准则描述土体融化后进入塑性阶段的沉降变形,建立了能够考虑季节性温度边界条件影响的三维非线性塑性融化固结理论。在此基础上,采用FLAC3D软件对所建理论模型进行数值化,并以青藏公路某段高含冰量路基为例,分析了其在季节性温度边界条件下的融化固结规律,最后结合实测数据验证了所建理论模型的有效性。研究结果表明,冻土路基的沉降变形随着地表温度的季节性变化而呈现出周期性的变化规律,这是季节性温度边界条件下冻土路基融化固结规律的最显著特征。通过对固结过程中孔隙水压力分布的研究发现,路基浅层融化区域内的孔隙水在运营初期已经消散,而在之后长时间的运营过程中,冻土路基融沉的持续发展主要是由于融化锋面处新融化的孔隙水的消散。
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已建寒区隧道大多冻害频发,衬砌冻胀开裂严重,隧道冻胀力计算是寒区隧道防抗冻设计亟待解决的难题之一。冻融圈整体冻胀模型是应用最广的冻胀力计算模型,对寒区隧道设计至关重要。本文首先浅析冻结围岩的力学状态和强度理论,从弹性与弹塑性角度探讨冻融圈整体冻胀物理模型,并总结均匀冻胀和不均匀冻胀假定下的冻胀力弹性计算模型与弹塑性计算模型;阐明不同冻胀变形假定下冻胀力弹性计算模型的计算思路及求解方法,分析弹性与弹塑性冻胀力计算模型的联系,并归纳不均匀冻胀假定下各冻胀因素的表达方式。在总结现有研究的基础上,探讨寒区隧道冻胀力计算模型进一步的研究方向,以期为寒区隧道工程施工设计提供参考。
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