青藏高原是世界上最大的高海拔多年冻土区域,具有气候复杂多变、工程地质条件差、生态环境脆弱、冻土环境不稳定的区域特点。寒区公路建设常常引发边坡失稳病害,边坡支护是解决问题的关键。基于COMSOL软件中的(PDE)模块建立方程,进行二次开发,建立周期为10d的冻结模型,通过软件的二次开发,以青海省祁连山中段的冻土为例,建立冻结过程中格宾石笼挡土墙的位移场、水分场、温度场多场耦合的研究,得到格宾石笼挡土墙在高寒地区的冻结特性。基于格宾石笼挡土墙在高寒地区海拔高、低温低等气候特点,结合COMSOL数值模拟软件,建立格宾石笼挡土墙和土层的多场耦合,得到冻结过程中结冻深度为1.2m,结冻区温度为-4—-1℃,分析了冻土路堑中温度场与水分场和位移场的分布和变化规律、最大位移等数据,为高寒地区道路役性能提供了数据支撑和建议。
青藏高原是世界上最大的高海拔多年冻土区域,具有气候复杂多变、工程地质条件差、生态环境脆弱、冻土环境不稳定的区域特点。寒区公路建设常常引发边坡失稳病害,边坡支护是解决问题的关键。基于COMSOL软件中的(PDE)模块建立方程,进行二次开发,建立周期为10d的冻结模型,通过软件的二次开发,以青海省祁连山中段的冻土为例,建立冻结过程中格宾石笼挡土墙的位移场、水分场、温度场多场耦合的研究,得到格宾石笼挡土墙在高寒地区的冻结特性。基于格宾石笼挡土墙在高寒地区海拔高、低温低等气候特点,结合COMSOL数值模拟软件,建立格宾石笼挡土墙和土层的多场耦合,得到冻结过程中结冻深度为1.2m,结冻区温度为-4—-1℃,分析了冻土路堑中温度场与水分场和位移场的分布和变化规律、最大位移等数据,为高寒地区道路役性能提供了数据支撑和建议。
青藏高原是世界上最大的高海拔多年冻土区域,具有气候复杂多变、工程地质条件差、生态环境脆弱、冻土环境不稳定的区域特点。寒区公路建设常常引发边坡失稳病害,边坡支护是解决问题的关键。基于COMSOL软件中的(PDE)模块建立方程,进行二次开发,建立周期为10d的冻结模型,通过软件的二次开发,以青海省祁连山中段的冻土为例,建立冻结过程中格宾石笼挡土墙的位移场、水分场、温度场多场耦合的研究,得到格宾石笼挡土墙在高寒地区的冻结特性。基于格宾石笼挡土墙在高寒地区海拔高、低温低等气候特点,结合COMSOL数值模拟软件,建立格宾石笼挡土墙和土层的多场耦合,得到冻结过程中结冻深度为1.2m,结冻区温度为-4—-1℃,分析了冻土路堑中温度场与水分场和位移场的分布和变化规律、最大位移等数据,为高寒地区道路役性能提供了数据支撑和建议。
基于控制温度、含盐率、含水率3个变量的低温GDS三轴试验,研究温度、盐分、水分三因素综合作用对高原多年冻土动、静力学强度的影响。结果表明:温度降低使得冻结含盐细砂的黏聚力、内摩擦角增大,在低围压范围内抗剪强度随围压增大而线性提高,抗剪强度随温度降低而降低;在动荷载作用下冻结含盐细砂的破坏振次随动荷载的提高而降低;温度对冻结含盐细砂的动强度影响为温度越低,含冰量越大,自由水含量越低,动强度越高。
基于控制温度、含盐率、含水率3个变量的低温GDS三轴试验,研究温度、盐分、水分三因素综合作用对高原多年冻土动、静力学强度的影响。结果表明:温度降低使得冻结含盐细砂的黏聚力、内摩擦角增大,在低围压范围内抗剪强度随围压增大而线性提高,抗剪强度随温度降低而降低;在动荷载作用下冻结含盐细砂的破坏振次随动荷载的提高而降低;温度对冻结含盐细砂的动强度影响为温度越低,含冰量越大,自由水含量越低,动强度越高。
基于控制温度、含盐率、含水率3个变量的低温GDS三轴试验,研究温度、盐分、水分三因素综合作用对高原多年冻土动、静力学强度的影响。结果表明:温度降低使得冻结含盐细砂的黏聚力、内摩擦角增大,在低围压范围内抗剪强度随围压增大而线性提高,抗剪强度随温度降低而降低;在动荷载作用下冻结含盐细砂的破坏振次随动荷载的提高而降低;温度对冻结含盐细砂的动强度影响为温度越低,含冰量越大,自由水含量越低,动强度越高。
中国季节冻土区发育大面积深厚残坡积膨胀土,其特有的“冻胀融沉”“膨胀收缩”特性诱发诸多工程病害问题。针对季节冻土区非饱和膨胀土的冻胀变形机制问题,以延吉膨胀土为研究对象,开展了膨胀土冻胀特性试验研究,证明了膨胀土吸水膨胀特性对其冻胀特性有显著影响,据此提出了考虑相变动力区的非饱和膨胀土冻结-胀缩牵连机制。基于冻土多场耦合分析方法、结晶动力学理论,建立了非饱和膨胀土水-热-变形耦合冻胀模型FH_ex_Model,并予以验证。该模型能够反演出非饱和膨胀土冻胀过程中的冻胀变形分量和膨胀变形分量。此外,根据上述研究,建议在膨胀土工程场地中应当重视初冻期冻结作用诱发的高膨胀变形,同时稳定冻深以下区域的场地变形不容忽视。
中国季节冻土区发育大面积深厚残坡积膨胀土,其特有的“冻胀融沉”“膨胀收缩”特性诱发诸多工程病害问题。针对季节冻土区非饱和膨胀土的冻胀变形机制问题,以延吉膨胀土为研究对象,开展了膨胀土冻胀特性试验研究,证明了膨胀土吸水膨胀特性对其冻胀特性有显著影响,据此提出了考虑相变动力区的非饱和膨胀土冻结-胀缩牵连机制。基于冻土多场耦合分析方法、结晶动力学理论,建立了非饱和膨胀土水-热-变形耦合冻胀模型FH_ex_Model,并予以验证。该模型能够反演出非饱和膨胀土冻胀过程中的冻胀变形分量和膨胀变形分量。此外,根据上述研究,建议在膨胀土工程场地中应当重视初冻期冻结作用诱发的高膨胀变形,同时稳定冻深以下区域的场地变形不容忽视。
中国季节冻土区发育大面积深厚残坡积膨胀土,其特有的“冻胀融沉”“膨胀收缩”特性诱发诸多工程病害问题。针对季节冻土区非饱和膨胀土的冻胀变形机制问题,以延吉膨胀土为研究对象,开展了膨胀土冻胀特性试验研究,证明了膨胀土吸水膨胀特性对其冻胀特性有显著影响,据此提出了考虑相变动力区的非饱和膨胀土冻结-胀缩牵连机制。基于冻土多场耦合分析方法、结晶动力学理论,建立了非饱和膨胀土水-热-变形耦合冻胀模型FH_ex_Model,并予以验证。该模型能够反演出非饱和膨胀土冻胀过程中的冻胀变形分量和膨胀变形分量。此外,根据上述研究,建议在膨胀土工程场地中应当重视初冻期冻结作用诱发的高膨胀变形,同时稳定冻深以下区域的场地变形不容忽视。
寒旱区盐渍土环境,在以水—盐—温—力多场耦合作用为内因的水盐干湿循环和盐冻融循环共同作用下,使该区域的岩土结构发生损伤破坏。因此,水—盐—温—力多场耦合作用模型研究成为了环境作用研究领域的热点和难点。为了在细观上定量描述水分、盐分在温度变化下相态变化所引起的结构内部应力应变,在宏观上确定水—盐—温—力多场耦合作用对岩土体的损伤破坏程度,在国内外研究学者对多场耦合数学模型研究成果的基础上,采用理论分析的方法,分别从水盐运移模型、水热耦合模型、水热力耦合模型、水热盐耦合模型、水热盐力(HTSM)四场耦合模型几个方面进行综述研究,建立了在水分迁移方程中考虑结晶水含量、在水盐运移方程中考虑结晶盐固—液相变所引起的溶质摩尔质量的变化、在热流运输方程中考虑结晶盐相变潜热的寒旱区盐渍土水—盐—温—力多场耦合作用模型,为寒旱区盐渍土多场耦合作用的岩土结构损伤破坏机理研究和防灾型结构设计提供理论依据。