为解决寒区衬砌冻胀问题,依托新疆某水电站引水隧洞工程,建立冻结圈整体冻胀模型,分析衬砌冻结深度和冻胀应力的变化规律。结果表明：在长时间的低温环境下,孔隙水会在冻结过程中发生相变,导致围岩的冻结区域扩大,从而使冻结深度增加。在冻结作用影响下,围岩的位移发生了显著的增大,尤其是在拱腰和拱顶部位,位移幅度更为显著。其中水平位移增大了12.38倍,竖向位移增大了10.8倍,拱顶处的竖向位移增大了5.94倍,拱底处的竖向位移增大了2.11倍。隧洞断面围岩的最大和最小主应力均呈现出空间分布特征,隧洞围岩的应力分布发生了显著变化,拱底区域的应力变化也相对较大,而拱腰区域经历了最大的应力波动。同时结合相关工程经验,提出寒区引水隧洞衬砌冻胀特性冻胀防治措施,能够为寒区引水隧洞的建设和运营提供更加可靠的保障。
工程冻害问题，在我国寒冷和较寒冷地区普遍存在，对工程的危害性是相当大的。寒冷地区工程冻害虽非突发性灾害，但在冬季短暂的一到三个月内就会产生，并且危及各类工程正常运行，从而造成重大的经济损失。明确造成工程冻害问题的主要原因，并采取相应措施防止工程冻害现象的发生，对寒区工程冻害问题的防治具有十分重要的意义。通过调查相关文献资料以及户外实地考察相结合的方式，对寒冷地区常见的道路、房建、水利工程冻害的形成原因、特点进行调查，并对相应的防治措施进行分析。
随着我国交通运输行业的快速发展，高寒地区铁路建设正在大规模进行，然而路基冻胀却成了铁路建设及运营的难题之一，为研究高寒地区铁路路基冻胀病害及其防治措施，以某高寒铁路路基典型断面作为研究对象，在已有对路基冻胀研究的基础之上，根据路基现场监测变形，结合具体工程特点，对高寒地区铁路路基冻胀机理进一步探析。结果表明，铁路路基冻胀与水分、温度、颗粒含量、压实度有着密切关联，其冻胀率与水分、颗粒含量呈正相关，与温度、压实度呈负相关，由此提出一种路基排湿、通风的技术方法，这一技术方法可为研究高寒地区高速铁路路基冻害治理提供参考。
文章以新疆北疆某灌区渠道工程为研究对象,以寒区混凝土渠道冻胀破坏为主要研究问题,通过基土含水量、土质类型、地下水位等因素解释了常见的渠道冻胀破坏的机理,以渠道冻结测点数据为关键点,基于有限元分析,证实了与实际情况相符,同时针对上述影响冻胀破坏的因素,提出了基土置换、阻断法等防治措施。
寒区大温差环境下封闭工程结构层覆盖于地基上,导致水分聚集在结构层底部形成"锅盖效应",引起地基承载力降低,加剧工程冻融病害。随着"一带一路"的推进,寒区高等级公路、油气站场、机场跑道建设涉及的锅盖效应病害亟需解决。调查了寒区公路路基、高铁无砟轨道基床、机场跑道、输油站场面临的锅盖效应病害,从病害特征、形成机理、理论模型、防控技术等四个方面,综述了寒区工程锅盖效应形成机理及病害防治的最新进展。同时,在总结当前锅盖效应研究不足的基础上,提出了今后寒区工程锅盖效应理论研究和灾害控制措施的方向:(1)关注水汽含量的测试和多年冻土区锅盖效应形成条件研究;(2)构建考虑空气-水汽两相流和土体变形规律的水-汽-热-力耦合模型,以此来预测工程构筑物的稳定性;(3)开展基于"阻-通-截"理念的综合防治措施研究,以期为寒区工程设计和病害防治提供理论支持和科学对策。
北方严寒地区的水工混凝土建筑物,冻融破坏问题非常普遍,特别是电站厂房尾水闸墩的水位变化区部位尤为明显。文中以尼尔基水利枢纽尾水闸墩冻融破坏及维修处理为研究背景,深入分析了混凝土冻融破坏机理及影响因素,探讨了行之有效的防治措施,并期望在相关设计规范中,以建筑物材料与结构构造为抗冰冻设计基础,进一步增加对长期处于水位变化区部位的尾水闸墩混凝土表面防护的设计说明。
为研究长春地区季节性冻土在冻融循环作用下土体力学参数的变化,通过对典型地层现场采取原状土样进行室内试验的方法,在试验室内完成原状土、一次冻融土、二次冻融土等三种不同状态下土样的物理力学参数测试,对三种不同状态下土样的主要物理力学参数进行对比分析,得到土体在二次冻融循环作用下力学参数的变化规律,同时对土样在二次冻融循环下的的冻胀及融沉性进行了试验,对影响地基土土体冻胀性及融沉性的主要因素进行了详细分析,并针对其影响因素提出相应的冻害防治措施建议。
高海拔地区的气候条件十分恶劣,具有空气稀薄、气温年温差小日温差大、日照时间长、紫外线强烈等特点,所以在高寒高海拔冻土地区进行沥青公路施工,比其他地区施工更容易出现裂缝、松散和泛油的问题,严重影响沥青路面的使用质量。为此,必须加强对冻土地区沥青路面病害的研究,在分析沥青路面病害类型及其特点的基础上,采取针对性的预防控制措施,以减少病害发生,降低病害严重程度。
针对季节性冻土区沥青混凝土路面的开裂问题更加明显的实际情况,结合鞍山地区沥青混凝土路面开裂形式,分析季节性冻土区沥青混凝土路面的开裂机理,进而总结出了相应工程防治措施,具有一定的现实意义。
季冻土地区机场在季节变化过程中,受冻融循环影响,机场道面易出现裂纹、错台、断裂等形式的冻胀破坏,严重威胁机场飞行保障安全。为此,文中对东北地区2个新建机场道面冻胀行为进行持续观测,得到其冻胀变形规律,在此基础上结合现有理论研究,进一步探讨预防冻胀破坏的具体措施,为季冻土地区机场道面施工提供参考。
