为应对春季融水入渗导致天然土坡滑动和工程边坡失稳等引发的灾害问题,基于既有研究成果,推导得到不同初始体积含水率冻土在融化过程中的未冻水含量变化公式,并开展盐渍土融化过程中土体未冻水含量与温度变化测定试验;最后基于Green-Ampt入渗模型,给出融水入渗时间与边坡稳定安全系数的函数关系式。结果表明,融化特征曲线理论模型与试验结果拟合程度较高;此模型可较好地反映融化阶段盐渍土体未冻水含量随温度的变化,并能对给定盐含量条件下不同初始含水量的冻土融化特征曲线进行预测,可为边坡安全预警提供理论依据。
为应对春季融水入渗导致天然土坡滑动和工程边坡失稳等引发的灾害问题,基于既有研究成果,推导得到不同初始体积含水率冻土在融化过程中的未冻水含量变化公式,并开展盐渍土融化过程中土体未冻水含量与温度变化测定试验;最后基于Green-Ampt入渗模型,给出融水入渗时间与边坡稳定安全系数的函数关系式。结果表明,融化特征曲线理论模型与试验结果拟合程度较高;此模型可较好地反映融化阶段盐渍土体未冻水含量随温度的变化,并能对给定盐含量条件下不同初始含水量的冻土融化特征曲线进行预测,可为边坡安全预警提供理论依据。
为应对春季融水入渗导致天然土坡滑动和工程边坡失稳等引发的灾害问题,基于既有研究成果,推导得到不同初始体积含水率冻土在融化过程中的未冻水含量变化公式,并开展盐渍土融化过程中土体未冻水含量与温度变化测定试验;最后基于Green-Ampt入渗模型,给出融水入渗时间与边坡稳定安全系数的函数关系式。结果表明,融化特征曲线理论模型与试验结果拟合程度较高;此模型可较好地反映融化阶段盐渍土体未冻水含量随温度的变化,并能对给定盐含量条件下不同初始含水量的冻土融化特征曲线进行预测,可为边坡安全预警提供理论依据。
为明确降雨诱发浅层冻土区边坡土剥落机理,以G214线典型冻土区路基边坡为例,基于颗粒流和等效降雨法,模拟不同坡度和冲刷速度下边坡坡面土的剥落过程,从边坡形态、颗粒运移规律、力链演化规律和剥落量等方面详细进行探究。结果表明:浅层冻土区边坡土受到雨水冲刷后,仅在坡面浅层部位出现坑槽,并提出边坡形态系数(τ)来定量化表征边坡形态的凹凸程度。边坡形态总体变化态势可概括为:笔直平坦(1.0≤τ<1.40)、粗糙不整(1.40≤τ<1.50)和凹凸不平(1.50≤τ)。土颗粒间接触力演化主要发生在降雨冲刷作用初期,冲刷过程中接触力演化特征并不明显。随循环次数增加,冲刷速度越大接触数量总体越少,但最终稳定状态下的接触数量近乎相同。此外,边坡浅层土在冻融循环作用下结构疏松是导致冻土区坡面土易被雨水冲刷剥落和坡面易形成冲沟的本质原因。
为明确降雨诱发浅层冻土区边坡土剥落机理,以G214线典型冻土区路基边坡为例,基于颗粒流和等效降雨法,模拟不同坡度和冲刷速度下边坡坡面土的剥落过程,从边坡形态、颗粒运移规律、力链演化规律和剥落量等方面详细进行探究。结果表明:浅层冻土区边坡土受到雨水冲刷后,仅在坡面浅层部位出现坑槽,并提出边坡形态系数(τ)来定量化表征边坡形态的凹凸程度。边坡形态总体变化态势可概括为:笔直平坦(1.0≤τ<1.40)、粗糙不整(1.40≤τ<1.50)和凹凸不平(1.50≤τ)。土颗粒间接触力演化主要发生在降雨冲刷作用初期,冲刷过程中接触力演化特征并不明显。随循环次数增加,冲刷速度越大接触数量总体越少,但最终稳定状态下的接触数量近乎相同。此外,边坡浅层土在冻融循环作用下结构疏松是导致冻土区坡面土易被雨水冲刷剥落和坡面易形成冲沟的本质原因。
为明确降雨诱发浅层冻土区边坡土剥落机理,以G214线典型冻土区路基边坡为例,基于颗粒流和等效降雨法,模拟不同坡度和冲刷速度下边坡坡面土的剥落过程,从边坡形态、颗粒运移规律、力链演化规律和剥落量等方面详细进行探究。结果表明:浅层冻土区边坡土受到雨水冲刷后,仅在坡面浅层部位出现坑槽,并提出边坡形态系数(τ)来定量化表征边坡形态的凹凸程度。边坡形态总体变化态势可概括为:笔直平坦(1.0≤τ<1.40)、粗糙不整(1.40≤τ<1.50)和凹凸不平(1.50≤τ)。土颗粒间接触力演化主要发生在降雨冲刷作用初期,冲刷过程中接触力演化特征并不明显。随循环次数增加,冲刷速度越大接触数量总体越少,但最终稳定状态下的接触数量近乎相同。此外,边坡浅层土在冻融循环作用下结构疏松是导致冻土区坡面土易被雨水冲刷剥落和坡面易形成冲沟的本质原因。
文章以西北地区典型公路路基为计算模型,针对保温板的路基护坡措施,建立了二维非稳态分析模型,对三种不同厚度的保温板厚度进行模拟分析,并采用有限元分析法,计算得出不同时间、不同厚度下路基边坡内部土体的温度分布云图。结果表明:无保温板措施的边坡,到第30年边坡最大融化深度可达1.78 m,给边坡铺设保温板后,大幅减少边坡土体融化范围,最大可减少0.92 m;随着保温板厚度增加,保温效果也越好,通过对比三种不同厚度的保温板,当保温板的厚度为6 cm时,是较为经济合理的。
文章以西北地区典型公路路基为计算模型,针对保温板的路基护坡措施,建立了二维非稳态分析模型,对三种不同厚度的保温板厚度进行模拟分析,并采用有限元分析法,计算得出不同时间、不同厚度下路基边坡内部土体的温度分布云图。结果表明:无保温板措施的边坡,到第30年边坡最大融化深度可达1.78 m,给边坡铺设保温板后,大幅减少边坡土体融化范围,最大可减少0.92 m;随着保温板厚度增加,保温效果也越好,通过对比三种不同厚度的保温板,当保温板的厚度为6 cm时,是较为经济合理的。
文章以西北地区典型公路路基为计算模型,针对保温板的路基护坡措施,建立了二维非稳态分析模型,对三种不同厚度的保温板厚度进行模拟分析,并采用有限元分析法,计算得出不同时间、不同厚度下路基边坡内部土体的温度分布云图。结果表明:无保温板措施的边坡,到第30年边坡最大融化深度可达1.78 m,给边坡铺设保温板后,大幅减少边坡土体融化范围,最大可减少0.92 m;随着保温板厚度增加,保温效果也越好,通过对比三种不同厚度的保温板,当保温板的厚度为6 cm时,是较为经济合理的。
以张家口延崇高速公路沿线路基土为研究对象,通过大量非饱和土三轴试验,研究吸力及冻融循环次数对其力学特性的影响。结果表明:高吸力范围内,土样的破坏形式表现为应变软化型破坏;吸力越大抗剪强度越大,近似对数型增长;随冻融循环次数的增加抗剪强度表现为:先增大后减小最终趋于稳定。根据研究结果提出考虑吸力和冻融循环次数影响的非饱和土的切线变形模量的表达式,可用于预估不同吸力、不同冻融循环次数下非饱和土应力-应变曲线的峰前部分,为寒区非饱和土边坡高次冻融循环和宽广吸力条件下的稳定性提供理论判据。