为了提高季节冻土区路基的耐久性和使用性能，结合具体工程实例，通过试验研究，考察了不同配合比和工程条件下水泥土的力学性能及抗冻融能力，旨在探讨季节冻土区水泥土路基的工程特性及施工工艺。结果表明：适当增大水泥剂量、土样粒径和压实度能够显著增强路基的力学强度和抗冻融性能；水泥土黏聚力和抵抗变形能力随冻融循环次数的增加而减小，但下降幅度逐渐降低，7次冻融循环作用后黏聚力趋于稳定；水泥土施工过程要重点关注基底处理、拌和含水率、摊铺厚度及压实度，确保路基质量达到设计要求。
为了提高季节冻土区路基的耐久性和使用性能，结合具体工程实例，通过试验研究，考察了不同配合比和工程条件下水泥土的力学性能及抗冻融能力，旨在探讨季节冻土区水泥土路基的工程特性及施工工艺。结果表明：适当增大水泥剂量、土样粒径和压实度能够显著增强路基的力学强度和抗冻融性能；水泥土黏聚力和抵抗变形能力随冻融循环次数的增加而减小，但下降幅度逐渐降低，7次冻融循环作用后黏聚力趋于稳定；水泥土施工过程要重点关注基底处理、拌和含水率、摊铺厚度及压实度，确保路基质量达到设计要求。
基于静钻根植桩结构特点，利用ABAQUS建立三维有限元模型，开展静钻根植桩在冻土区的桩基承载特性数值模拟研究，分析竖向荷载下桩基荷载传递机理，讨论桩周冻土温度、桩周水泥土厚度和水泥土黏聚力对竖向承载特性的影响。结果表明，水泥土外壳是桩基承载力的关键，其竖向应力变化复杂；水泥土扩大头底部竖向应力较顶部增大了43%左右；竹节上下部位会发生应力突变，水泥土外壳竹节凹陷处下部较上部应力平均增大27.5%。桩周冻土常温与负温条件下桩基承载特性具有一定差异；桩周水泥土厚度应介于100 mm到0.5倍预制芯桩桩径之间；水泥土黏聚力在300 MPa左右对桩基承载力最有利。
基于静钻根植桩结构特点，利用ABAQUS建立三维有限元模型，开展静钻根植桩在冻土区的桩基承载特性数值模拟研究，分析竖向荷载下桩基荷载传递机理，讨论桩周冻土温度、桩周水泥土厚度和水泥土黏聚力对竖向承载特性的影响。结果表明，水泥土外壳是桩基承载力的关键，其竖向应力变化复杂；水泥土扩大头底部竖向应力较顶部增大了43%左右；竹节上下部位会发生应力突变，水泥土外壳竹节凹陷处下部较上部应力平均增大27.5%。桩周冻土常温与负温条件下桩基承载特性具有一定差异；桩周水泥土厚度应介于100 mm到0.5倍预制芯桩桩径之间；水泥土黏聚力在300 MPa左右对桩基承载力最有利。
以上海江浦路车站冻结工程为依托,选取冻结施工影响范围内的主要土层（5）1-1灰色黏土以及上海地区施工中常见的砂性土（7）2灰黄色粉细砂2种类型土层,对不同掺入比下水泥改性土的热物理指标、力学强度特征以及冻融特征进行试验研究,同时根据室内试验结果,采用数值模拟方法分析水泥改性后的冻土整体冻胀对环境的影响。研究结果表明:随着水泥掺入比的增大,黏土、砂土的冻结温度和导热系数线性减小,力学强度线性增大,弹性模量指数增长。水泥黏土和水泥砂土的最优掺入比分别为12.5%和10.0%。经过水泥的改性,黏土的冻胀率和融沉率分别减少了53.5%和55.6%,与水泥土冻胀效应数值分析结果基本一致;粉细砂的冻胀率和融沉率分别减少了41.2%和44.3%,改性效果明显。
以上海江浦路车站冻结工程为依托,选取冻结施工影响范围内的主要土层（5）1-1灰色黏土以及上海地区施工中常见的砂性土（7）2灰黄色粉细砂2种类型土层,对不同掺入比下水泥改性土的热物理指标、力学强度特征以及冻融特征进行试验研究,同时根据室内试验结果,采用数值模拟方法分析水泥改性后的冻土整体冻胀对环境的影响。研究结果表明:随着水泥掺入比的增大,黏土、砂土的冻结温度和导热系数线性减小,力学强度线性增大,弹性模量指数增长。水泥黏土和水泥砂土的最优掺入比分别为12.5%和10.0%。经过水泥的改性,黏土的冻胀率和融沉率分别减少了53.5%和55.6%,与水泥土冻胀效应数值分析结果基本一致;粉细砂的冻胀率和融沉率分别减少了41.2%和44.3%,改性效果明显。
为了研究季冻区路基水泥改良土在冻融循环作用下的力学特性，以6%水泥掺量为例，通过常规三轴压缩试验获取应力-应变曲线，并进行力学分析，发现经历了冻融循环作用的水泥土试件，其破坏形式为劈裂式脆性破坏，对应的q-ε1曲线为应变软化型。本文在q-ε1曲线中提出了临塑点的概念，该点表征了土体因冻融循环而形成的初始损伤状态。相同围压条件下，峰值强度随着冻融循环次数的增加逐渐减小，经历第一次冻融循环后，强度减小最为明显。试样的黏聚力与冻融循环次数的变化规律与峰值强度一致，但内摩擦角的规律则不明显。围压一定的情况下，临塑点处的切线模量和偏应力与冻融循环次数呈正相关关系，该点应变的规律则相反。最后提出了考虑冻融循环次数的本构方程，为季冻区水泥土路基的设计提供可靠的理论依据。
为了研究季冻区路基水泥改良土在冻融循环作用下的力学特性，以6%水泥掺量为例，通过常规三轴压缩试验获取应力-应变曲线，并进行力学分析，发现经历了冻融循环作用的水泥土试件，其破坏形式为劈裂式脆性破坏，对应的q-ε1曲线为应变软化型。本文在q-ε1曲线中提出了临塑点的概念，该点表征了土体因冻融循环而形成的初始损伤状态。相同围压条件下，峰值强度随着冻融循环次数的增加逐渐减小，经历第一次冻融循环后，强度减小最为明显。试样的黏聚力与冻融循环次数的变化规律与峰值强度一致，但内摩擦角的规律则不明显。围压一定的情况下，临塑点处的切线模量和偏应力与冻融循环次数呈正相关关系，该点应变的规律则相反。最后提出了考虑冻融循环次数的本构方程，为季冻区水泥土路基的设计提供可靠的理论依据。
不同土质的冻结温度是人工冻结法冻结壁设计的重要依据。为研究土质对人工冻土冻结温度的影响,选取不同地区人工冻结法施工典型土层开展冻结温度试验,提供了不同地区典型土层的冻结温度范围,并结合水泥土、含盐土冻结温度试验进行对比分析。结果表明:同一地区不同土层的冻结温度随其土颗粒粒径的增大而增大;随水泥掺入比及龄期的增加,水泥土的冻结温度降低;随含盐量的增加,Na Cl含盐土冻结温度线性降低,含盐量对氯盐土比对硫酸盐土的冻结温度影响更显著。研究成果对不同土性的冻结壁设计具有指导意义。
不同土质的冻结温度是人工冻结法冻结壁设计的重要依据。为研究土质对人工冻土冻结温度的影响,选取不同地区人工冻结法施工典型土层开展冻结温度试验,提供了不同地区典型土层的冻结温度范围,并结合水泥土、含盐土冻结温度试验进行对比分析。结果表明:同一地区不同土层的冻结温度随其土颗粒粒径的增大而增大;随水泥掺入比及龄期的增加,水泥土的冻结温度降低;随含盐量的增加,Na Cl含盐土冻结温度线性降低,含盐量对氯盐土比对硫酸盐土的冻结温度影响更显著。研究成果对不同土性的冻结壁设计具有指导意义。