冻土是一种具有复杂特性的地质体,温度、湿度、压力、地质构造等因素的变化会导致冻土呈现出不同的特点,给路基设计带来很大的不确定性和复杂性。分析了影响高速公路冻土路基设计的因素、设计的思路和策略、计算方法,并对高速公路冻土路基设计的具体方法如保温隔热法、排水隔水法、复合地基法、换填法、化学加固法、动态设计法等方法逐一进行了剖析,明确在实际应用中需要根据当地的气候条件、工程要求、冻土性质等因素来选择合适的保温材料、铺设厚度、排水系统、隔水材料、换填材料、化学物质以及施工方法,可为高速公路冻土路基的设计和施工提供参考。
冻土是一种具有复杂特性的地质体,温度、湿度、压力、地质构造等因素的变化会导致冻土呈现出不同的特点,给路基设计带来很大的不确定性和复杂性。分析了影响高速公路冻土路基设计的因素、设计的思路和策略、计算方法,并对高速公路冻土路基设计的具体方法如保温隔热法、排水隔水法、复合地基法、换填法、化学加固法、动态设计法等方法逐一进行了剖析,明确在实际应用中需要根据当地的气候条件、工程要求、冻土性质等因素来选择合适的保温材料、铺设厚度、排水系统、隔水材料、换填材料、化学物质以及施工方法,可为高速公路冻土路基的设计和施工提供参考。
为提升公路沥青路面设计水平,避免季节性冻土地区的沥青路面在重交通荷载作用下产生温缩开裂病害,影响行车安全性和舒适度。本文分析了季节性冻土地区重交通沥青路面的轴载计算方法、路面结构设计原则、沥青路面层数和层厚确定方法,并推荐了路面结构组合。同时,以某季节性冻土地区的公路为研究对象,分析了车辆轴载对路面弯沉、剪切力及基底拉应力的影响,以评价路面结构设计效果。
为提升公路沥青路面设计水平,避免季节性冻土地区的沥青路面在重交通荷载作用下产生温缩开裂病害,影响行车安全性和舒适度。本文分析了季节性冻土地区重交通沥青路面的轴载计算方法、路面结构设计原则、沥青路面层数和层厚确定方法,并推荐了路面结构组合。同时,以某季节性冻土地区的公路为研究对象,分析了车辆轴载对路面弯沉、剪切力及基底拉应力的影响,以评价路面结构设计效果。
大型地下工程如何进行精准、可靠的冻结加固一直是困扰施工者的主要难题之一。以广州地铁3号线机场段隧道冻结加固工程为例,从冻结壁设计和冻结孔设计两个方面入手,介绍了大体量冻结工程的设计方法,并根据现场实测数据,对该工程冻结过程温度场演化以及关键技术指标的形成情况进行分析。研究结果表明冻结壁设计平均温度-10℃、厚度3 m(底部平底4 m)时,冻土帷幕的总体承载能力足够满足项目需求。在不具备明挖和水平加固条件下,垂直冻结技术的应用能够节约能量,有效降低了项目成本,也为后续类似工程的开展提供了参考依据。
大型地下工程如何进行精准、可靠的冻结加固一直是困扰施工者的主要难题之一。以广州地铁3号线机场段隧道冻结加固工程为例,从冻结壁设计和冻结孔设计两个方面入手,介绍了大体量冻结工程的设计方法,并根据现场实测数据,对该工程冻结过程温度场演化以及关键技术指标的形成情况进行分析。研究结果表明冻结壁设计平均温度-10℃、厚度3 m(底部平底4 m)时,冻土帷幕的总体承载能力足够满足项目需求。在不具备明挖和水平加固条件下,垂直冻结技术的应用能够节约能量,有效降低了项目成本,也为后续类似工程的开展提供了参考依据。
为研究井帮位移收敛对冻结壁厚度的影响,获得满足施工要求的开挖净空间,基于小孔扩张理论,建立井帮变形与冻结壁厚度的计算公式,验证已建公式的正确性,探讨已建公式对井帮变形的计算误差。结果表明:随着冲积层深度增大,井帮位移收敛对冻结壁厚度的影响加剧,冲积层深度越大,越不能忽略井帮收敛的影响;已建公式能够解决应变高达0.15的有限变形问题,亦可有效预测千米冲积层立井井帮位移收敛值;冻土的黏聚力和内摩擦角对冻结壁厚度影响显著,弹性模量和黏聚力是井帮变形的重要影响因素。研究成果对深厚冲积层冻结法凿井具有重要的理论意义和实用价值。
为研究井帮位移收敛对冻结壁厚度的影响,获得满足施工要求的开挖净空间,基于小孔扩张理论,建立井帮变形与冻结壁厚度的计算公式,验证已建公式的正确性,探讨已建公式对井帮变形的计算误差。结果表明:随着冲积层深度增大,井帮位移收敛对冻结壁厚度的影响加剧,冲积层深度越大,越不能忽略井帮收敛的影响;已建公式能够解决应变高达0.15的有限变形问题,亦可有效预测千米冲积层立井井帮位移收敛值;冻土的黏聚力和内摩擦角对冻结壁厚度影响显著,弹性模量和黏聚力是井帮变形的重要影响因素。研究成果对深厚冲积层冻结法凿井具有重要的理论意义和实用价值。
热棒是多年冻土区对路基进行热防护的重要措施之一,但相关规范中没有给出热棒路基的设计计算方法,已建热棒路基的设计主要是借鉴以往的工程经验。通过现场监测与计算,分析了冻土路基的热量收支特征,发现冻土路基在暖季处于吸热状态,而在寒季处于放热状态,年内总体处于吸热状态。地基多年冻土融沉的本质原因是路基的吸热量大于放热量导致的热量正积累。基于此,从路基热量收支平衡的角度出发,提出了一种新的热棒路基设计计算方法,其基本原理为确保热棒年内放热量不小于路基的年净吸热量。对青藏高原多年冻土区的热棒路基进行了现场试验监测,结果表明,热棒路基的沉降量明显小于普通路基的沉降量,热棒路基提高了地基多年冻土的稳定性,控制住了路基沉降变形。提出的热棒路基设计计算方法理论明确,参数获取简便,具有较强的工程应用价值,可在多年冻土区热棒路基设计中推广使用。
热棒是多年冻土区对路基进行热防护的重要措施之一,但相关规范中没有给出热棒路基的设计计算方法,已建热棒路基的设计主要是借鉴以往的工程经验。通过现场监测与计算,分析了冻土路基的热量收支特征,发现冻土路基在暖季处于吸热状态,而在寒季处于放热状态,年内总体处于吸热状态。地基多年冻土融沉的本质原因是路基的吸热量大于放热量导致的热量正积累。基于此,从路基热量收支平衡的角度出发,提出了一种新的热棒路基设计计算方法,其基本原理为确保热棒年内放热量不小于路基的年净吸热量。对青藏高原多年冻土区的热棒路基进行了现场试验监测,结果表明,热棒路基的沉降量明显小于普通路基的沉降量,热棒路基提高了地基多年冻土的稳定性,控制住了路基沉降变形。提出的热棒路基设计计算方法理论明确,参数获取简便,具有较强的工程应用价值,可在多年冻土区热棒路基设计中推广使用。