由于青藏高原多年冻土恶劣的工程地质条件,给青藏直流联网工程建设和运营带来了巨大的技术和经济难题。对工程沿线不同冻土类型、不同杆塔基础型式以及有无热棒处理措施的8个地段、10个基塔进行了地温和变形监测,并基于监测结果,分析了冻土地区杆塔基础地温和变形的变化规律和影响因素,预测了其在全球气候变暖条件下的长期稳定性,为冻土区杆塔基础的设计和稳定性研究提供基础数据。
由于青藏高原多年冻土恶劣的工程地质条件,给青藏直流联网工程建设和运营带来了巨大的技术和经济难题。对工程沿线不同冻土类型、不同杆塔基础型式以及有无热棒处理措施的8个地段、10个基塔进行了地温和变形监测,并基于监测结果,分析了冻土地区杆塔基础地温和变形的变化规律和影响因素,预测了其在全球气候变暖条件下的长期稳定性,为冻土区杆塔基础的设计和稳定性研究提供基础数据。
由于青藏高原多年冻土恶劣的工程地质条件,给青藏直流联网工程建设和运营带来了巨大的技术和经济难题。对工程沿线不同冻土类型、不同杆塔基础型式以及有无热棒处理措施的8个地段、10个基塔进行了地温和变形监测,并基于监测结果,分析了冻土地区杆塔基础地温和变形的变化规律和影响因素,预测了其在全球气候变暖条件下的长期稳定性,为冻土区杆塔基础的设计和稳定性研究提供基础数据。
由于青藏高原多年冻土恶劣的工程地质条件,给青藏直流联网工程建设和运营带来了巨大的技术和经济难题。对工程沿线不同冻土类型、不同杆塔基础型式以及有无热棒处理措施的8个地段、10个基塔进行了地温和变形监测,并基于监测结果,分析了冻土地区杆塔基础地温和变形的变化规律和影响因素,预测了其在全球气候变暖条件下的长期稳定性,为冻土区杆塔基础的设计和稳定性研究提供基础数据。
冻土是指0℃以下,含有冰的各种岩石和土壤,由于其复杂的物理力学特性,给青藏直流联网工程的施工和设计带来了很多难题。工程沿线冻土的长期抗剪强度,更是由于土质、含冰量以及密实度分布的复杂特性,影响了其在使用寿命内的安全运营和稳定性。为解决这一工程难题,室内制备重塑试样并在-2℃的温度下对3种土质类型(粉质黏土、粉砂和细砂)、3种含冰量(饱冰、富冰和多冰)的密实和松散冻土进行直剪快剪的蠕变试验,得到了不同土质、含冰量以及密实度类型的冻土剪切蠕变特性,并分析和预测了长期抗剪强度的变化规律和影响因素,结果表明:(1)短时间内冻土承受荷载的能力随含冰量的增加而增大;随着加载时间的延长,冰的流变特性表现出来,使冻土的蠕变变形加大,冻土的强度降低;(2)密实度越大、含冰量越大的冻土,初期强度越高;随着时间的增加,强度开始衰减,且含冰量越大,密实度越小的冻土衰减速度越快;(3)长期强度的变化规律不受土质的影响,说明在工程施工阶段,若单纯考虑长期强度时,只要不同土质冻土保持冻结状态,可同一对待和处理。以上结论为输电线路冻土基础设计、施工和安全运营提供了一定的理论基础,也为在青藏地区开展的其他工程活动提供了...
施工过程中混凝土的入模温度和水化热对多年冻土区桩基施工期间的热稳定性具有重要影响.针对该问题,利用有限元方法定量研究了±400 kV青藏直流输电线路冻土区锥柱基础入模温度、水化热和含冰量对桩基回冻过程、温度场变化和桩底融化深度的影响规律.结果表明:水化热影响下,桩基中心温度在第3天达到最高,桩底滞后1 d,基坑表面受其影响较小,主要受环境温度影响;第24天,桩底出现最大融化层,随着入模温度增加,融化层厚度相应增加,入模温度为6℃时融化层厚度为34 cm,15℃时为55 cm;入模温度越高,回冻时间越长,当入模温度为6℃时,完全回冻需经历52 d,15℃时,回冻时间将增加7 d.含冰量对桩底融化深度有影响,含冰量越大底部融化深度越小;冻土年平均地温是影响桩底融化深度的重要因素,少冰高温(-0.52℃)、低温(-1.5℃和-2.5℃)冻土条件下,最大融化层厚度分别为38 cm、34 cm和25 cm.基于上述结果,在多年冻土地区的桩基工程,建议混凝土入模温度为6～8℃,底部碎石垫层至少40 cm.
对于冻土工程而言,基础热稳定性是决定工程稳定性及服役性能的关键.为预测±400kV青藏直流联网工程多年冻土区砼灌注桩基础的长期热稳定性,建立了考虑相变问题的二维数值传热分析模型,应用有限元方法研究了气候变暖背景下,不同年平均地温、不同含冰量条件下灌注桩基础传热特性和长期热稳定性.结果表明:单桩对周围土体的热影响范围是桩径的4～5倍,桩基周围融化深度随时间推移而增大,在低含冰量的高温和低温冻土区桩基50a后最大融化深度分别为6.65m和3.05m,所对应的冻土上限平均融化速率分别为9.5cm·a-1和3.6cm·a-1;在高含冰量的高温和低温冻土区50a后最大融化深度分别为5.25m和2.77m,其冻土上限平均融化速率分别为6.7cm·a-1和2.0cm·a-1.在气候变暖背景下,桩基上部周围冻土逐渐升温、融化,50a后,在低含冰量的高温冻土区桩基由于融化深度增大导致有效冻结长度减少28%,在高含冰量的高温冻土区桩基的有效冻结长度减少15%,桩侧冻结力随之相应减小.该研究对于冻土区桩基长度设计、桩基工程的维护和冻土稳定性评价提供了重要的科学依据.
对于冻土工程而言,基础热稳定性是决定工程稳定性及服役性能的关键.为预测±400kV青藏直流联网工程多年冻土区砼灌注桩基础的长期热稳定性,建立了考虑相变问题的二维数值传热分析模型,应用有限元方法研究了气候变暖背景下,不同年平均地温、不同含冰量条件下灌注桩基础传热特性和长期热稳定性.结果表明:单桩对周围土体的热影响范围是桩径的4～5倍,桩基周围融化深度随时间推移而增大,在低含冰量的高温和低温冻土区桩基50a后最大融化深度分别为6.65m和3.05m,所对应的冻土上限平均融化速率分别为9.5cm·a-1和3.6cm·a-1;在高含冰量的高温和低温冻土区50a后最大融化深度分别为5.25m和2.77m,其冻土上限平均融化速率分别为6.7cm·a-1和2.0cm·a-1.在气候变暖背景下,桩基上部周围冻土逐渐升温、融化,50a后,在低含冰量的高温冻土区桩基由于融化深度增大导致有效冻结长度减少28%,在高含冰量的高温冻土区桩基的有效冻结长度减少15%,桩侧冻结力随之相应减小.该研究对于冻土区桩基长度设计、桩基工程的维护和冻土稳定性评价提供了重要的科学依据.
对于冻土工程而言,基础热稳定性是决定工程稳定性及服役性能的关键.为预测±400kV青藏直流联网工程多年冻土区砼灌注桩基础的长期热稳定性,建立了考虑相变问题的二维数值传热分析模型,应用有限元方法研究了气候变暖背景下,不同年平均地温、不同含冰量条件下灌注桩基础传热特性和长期热稳定性.结果表明:单桩对周围土体的热影响范围是桩径的4～5倍,桩基周围融化深度随时间推移而增大,在低含冰量的高温和低温冻土区桩基50a后最大融化深度分别为6.65m和3.05m,所对应的冻土上限平均融化速率分别为9.5cm·a-1和3.6cm·a-1;在高含冰量的高温和低温冻土区50a后最大融化深度分别为5.25m和2.77m,其冻土上限平均融化速率分别为6.7cm·a-1和2.0cm·a-1.在气候变暖背景下,桩基上部周围冻土逐渐升温、融化,50a后,在低含冰量的高温冻土区桩基由于融化深度增大导致有效冻结长度减少28%,在高含冰量的高温冻土区桩基的有效冻结长度减少15%,桩侧冻结力随之相应减小.该研究对于冻土区桩基长度设计、桩基工程的维护和冻土稳定性评价提供了重要的科学依据.
对于冻土工程而言,基础热稳定性是决定工程稳定性及服役性能的关键.为预测±400kV青藏直流联网工程多年冻土区砼灌注桩基础的长期热稳定性,建立了考虑相变问题的二维数值传热分析模型,应用有限元方法研究了气候变暖背景下,不同年平均地温、不同含冰量条件下灌注桩基础传热特性和长期热稳定性.结果表明:单桩对周围土体的热影响范围是桩径的4～5倍,桩基周围融化深度随时间推移而增大,在低含冰量的高温和低温冻土区桩基50a后最大融化深度分别为6.65m和3.05m,所对应的冻土上限平均融化速率分别为9.5cm·a-1和3.6cm·a-1;在高含冰量的高温和低温冻土区50a后最大融化深度分别为5.25m和2.77m,其冻土上限平均融化速率分别为6.7cm·a-1和2.0cm·a-1.在气候变暖背景下,桩基上部周围冻土逐渐升温、融化,50a后,在低含冰量的高温冻土区桩基由于融化深度增大导致有效冻结长度减少28%,在高含冰量的高温冻土区桩基的有效冻结长度减少15%,桩侧冻结力随之相应减小.该研究对于冻土区桩基长度设计、桩基工程的维护和冻土稳定性评价提供了重要的科学依据.