在冻融循环过程中，环境温度的变化对路基土体的物理力学特性及路基的水热过程影响显著，反复的冻胀与融沉作用严重削弱了路基的承载能力、变形协调性及长期服役性能。基于此，本研究建立了粉质黏土路基（对比路基）和地聚物-剑麻纤维协同固化土路基（措施路基）断面，探究了冻融循环作用下两种路基温度、水分、热通量以及变形变化过程，评估了地聚物-剑麻纤维协同固化土路基的冻胀防治效果。试验结果表明：随着冻融循环次数的增加，路基低温区域从顶部逐渐向下部扩展，高温区域逐渐缩减。路基表面热交换迅速，受环境温度变化的影响也更明显。粉质黏土路基的残余体积未冻水含量高于地聚物-剑麻纤维协同固化土路基。此外，地聚物-剑麻纤维固化土路基的净变形变化小于粉质黏土路基，随着冻融循环次数的增加位移的变化逐渐趋于稳定。研究结果可为提升寒区路基的抗冻害能力、长期稳定性和服役性能提供科学依据。
为研究季节性冻土区扩底桩锚固特性,采用决定系数对水-热-力耦合模型的合理性进行评价,对比分析单向冻结条件下扩底桩和直桩的冻拔变形、切向冻胀力、锚固力和锚固因子.结果表明,模型计算得到的冻拔量及冻结深度规律与试验数据基本一致,验证了模型的正确性和可靠性.冻结过程中,扩大头所产生的最大锚固力较直桩相同部位所产生的最大摩阻力提升140%.为衡量扩底桩锚固性能,将扩大头的锚固力与切向冻胀力的比值定义为抗冻拔锚固因子,扩底桩锚固因子随冻结深度的变化规律近似于指数分布,直桩锚固因子呈线性变化.
为研究季节性冻土区扩底桩锚固特性,采用决定系数对水-热-力耦合模型的合理性进行评价,对比分析单向冻结条件下扩底桩和直桩的冻拔变形、切向冻胀力、锚固力和锚固因子.结果表明,模型计算得到的冻拔量及冻结深度规律与试验数据基本一致,验证了模型的正确性和可靠性.冻结过程中,扩大头所产生的最大锚固力较直桩相同部位所产生的最大摩阻力提升140%.为衡量扩底桩锚固性能,将扩大头的锚固力与切向冻胀力的比值定义为抗冻拔锚固因子,扩底桩锚固因子随冻结深度的变化规律近似于指数分布,直桩锚固因子呈线性变化.
为研究季节性冻土区扩底桩锚固特性,采用决定系数对水-热-力耦合模型的合理性进行评价,对比分析单向冻结条件下扩底桩和直桩的冻拔变形、切向冻胀力、锚固力和锚固因子.结果表明,模型计算得到的冻拔量及冻结深度规律与试验数据基本一致,验证了模型的正确性和可靠性.冻结过程中,扩大头所产生的最大锚固力较直桩相同部位所产生的最大摩阻力提升140%.为衡量扩底桩锚固性能,将扩大头的锚固力与切向冻胀力的比值定义为抗冻拔锚固因子,扩底桩锚固因子随冻结深度的变化规律近似于指数分布,直桩锚固因子呈线性变化.
为研究季节性冻土区扩底桩锚固特性,采用决定系数对水-热-力耦合模型的合理性进行评价,对比分析单向冻结条件下扩底桩和直桩的冻拔变形、切向冻胀力、锚固力和锚固因子.结果表明,模型计算得到的冻拔量及冻结深度规律与试验数据基本一致,验证了模型的正确性和可靠性.冻结过程中,扩大头所产生的最大锚固力较直桩相同部位所产生的最大摩阻力提升140%.为衡量扩底桩锚固性能,将扩大头的锚固力与切向冻胀力的比值定义为抗冻拔锚固因子,扩底桩锚固因子随冻结深度的变化规律近似于指数分布,直桩锚固因子呈线性变化.
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。
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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。