国家重点基础研究发展计划(2012CB026102)
- 作品数：32 被引量：347H指数：12
- 相关作者：赖远明李东庆陈琳易鑫喻文兵更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学院大学兰州交通大学更多>>
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- 相关领域：天文地球建筑科学交通运输工程机械工程更多>>
- 压力作用下冻结粉质粘土的水分迁移特征被引量：8
- 2015年
- 水分迁移是引起路基下土体冻胀的重要因素,目前国内外仍采用刚性孔隙来模拟水分迁移,这对承受荷载的土体并不适用。根据能量平衡与质量守恒原理,结合有效应力与孔隙率、体积含冰量与温度的关系,建立了压力作用下的考虑孔隙率变化的一维水热模型。基于改进的水分迁移试验装置,利用粉质粘土进行了开放系统下的水分迁移试验。研究结果表明:随着冻结时间的增长,补水量逐渐增大,导致冻胀过程经历缓慢变形、快速上升和下降3个阶段,荷载对最大冻胀速率的影响明显;最大含水率位置随着冻结锋面的下移而下移;随着荷载的逐渐增大,水分迁移量逐渐减小,开始补水的时间也推后。
- 明锋李东庆
- 关键词：土木工程水分迁移上部荷载含水量开放系统
- 边界条件对多年冻土路基热稳定性的影响分析被引量：12
- 2014年
- 多年冻土区的年平均气温是影响冻土路基边界条件的重要因素.在附面层原理的基础上,考虑采用带有相变的控制方程和数值方法,以相同尺度的路基模型为前提,选取不同的年平均气温为影响因素,对青藏工程走廊公路路基的人为冻土上限和年平均地温进行了研究.结果表明:公路路基下年平均地温随着年平均气温的升高而升高,人为冻土上限随着年平均气温的升高而显著下降.在年平均气温为-7.16℃时,路基修筑50 a后其年平均地温为-3.61℃,其人为冻土上限为-0.97 m;年平均气温为-3.21℃的条件下,路基修筑50 a后其年平均地温仅为-0.1℃,其人为冻土上限也降至-13.11 m.因此,可以看出:在未来气候持续变暖的背景下,现有处于稳定状态的冻土路基将逐渐变得不稳定.
- 易鑫喻文兵陈琳刘伟博
- 关键词：冻土路基热稳定性
- 循环与单调加载作用下冻结黄土的变形与损伤特性被引量：17
- 2014年
- 针对冻土工程中地基冻土体受力形式复杂、常处于变应力路径、反复加卸载作用问题,开展了冻结黄土静力条件下的三轴加卸载试验与单调加载对比试验,研究了两种应力路径下冻结黄土的变形和损伤特性.通过对比发现,加载方式对冻结黄土变形特性随围压的变化规律影响不大.循环加卸载作用下,冻结黄土的压密变硬增强了其抵抗变形的能力.卸载阶段,冻结黄土表现出卸载体胀的弹性现象,呈现出与融土不同的体变特征.基于弹性模量的劣化定义了冻结黄土的损伤变量,并根据试验结果得出了冻结黄土的损伤演化规律可用双曲线函数来描述.在较低的围压下,围压增加对冻土损伤的发展有抑制作用;而当围压足够大时,由于冰的压碎和压融的出现,围压增大加剧了损伤的发展.
- 徐湘田赖远明周志伟谢胜波
- 关键词：加卸载
- 含盐冻结粉质砂土的强度参数和强度准则试验研究被引量：14
- 2014年
- 对含盐冻结粉质砂土进行温度-2℃、-4℃、-6℃和围压0.3~16 MPa的三轴强度试验.结果表明：含盐冻结粉质砂土应力-应变曲线在低围压和高围压表现为应变软化特征,中围压为理想塑性变形特性;随着围压的增大,强度先增加后减小.在围压小范围内得到广义黏聚力和广义内摩擦角,并得到广义黏聚力和广义内摩擦角随围压和温度的变化规律;同时,针对强度随围压的变化,提出非线性强度准则.
- 胡凯赖远明
- 高含冰(水)量冻土的单轴抗压强度变化特性研究被引量：17
- 2014年
- 沿用已有的制样方法,在统一了制样过程中冰、水比例及冰颗粒尺寸的基础上,开展了高含冰(水)量粉质砂土的单轴抗压强度系统性测试.结果表明:高含冰(水)量冻土的单轴抗压强度随应变率的增加而非线性增大;随温度升高而减小,减小趋势与总含水量有关.随含水量的增加,强度先是非线性增大,然后逐渐趋于重塑冰的强度,这有别于早期类似研究的结果.同时,也对试样中加入冰颗粒以保证试样高含冰(水)量的制备方法合理性产生了质疑.
- 杜海民张淑娟马巍
- 关键词：单轴抗压强度应变率温度含水量
- 基于微观结构的青藏高原风积沙导热系数变化机理研究被引量：16
- 2014年
- 风积沙作为青藏高原一种重要的局地因素,改变了多年冻土的赋存条件.风积沙的导热系数特征对预报分析其对冻土赋存有利或者不利具有重要作用.采用非稳态法对青藏高原红梁河风积沙进行了导热系数测试,并结合电镜扫描/能谱分析,从微观结构的角度探讨了风积沙的导热系数变化机理.结果表明：研究区风积沙平均粒度为242.427μm;标准偏差值为0.125,分选极好;偏度为0.359,接近对称;峰度值为1.086,峰态中等;颗粒粒径主要分布在75~500μm之间,沙粒均匀,不含黏土及砾石成分,自然堆积状态下其孔隙率为0.391.天然状态下的风积沙颗粒呈类球形,颗粒磨圆度高,点与点接触,颗粒间孔隙较大;表面有明显撞击坑和擦痕,这导致颗粒的比表面积增大,连通性增强,孔隙率增加.干燥状态下风积沙颗粒的相互接触面积较小,孔隙由空气填充,导热系数较低;而在湿润状态下,正温时孔隙中的水间接增大了风积沙的接触面积,导致其导热系数增大;负温时,孔隙内的水变成冰,从而导致导热系数进一步增大.天然状态下,暖季地表风积沙含水量较低,导热系数较低,而冷季地表风积沙含水量较大,导热系数较大.此外,风积沙为颗粒物质,表面光滑,颗粒之间粘性小,孔隙未被填堵,结构松散,这些因素导致自然堆积状态下其渗透系数较一般细砂大,透水性良好,保水性差,是防冻胀较好的换填材料.
- 陈琳喻文兵杨成松易鑫刘伟博
- 关键词：风积沙多年冻土导热系数微观结构
- 风积沙对青藏铁路块碎石路基降温效果的影响被引量：12
- 2015年
- 风沙危害正在威胁着青藏铁路的安全营运.通过数值方法研究了风积沙填堵和覆盖青藏铁路块碎石路基后,块碎石层降温机理以及降温效果的变化特征.结果表明:开放条件下块石路基具有较强的强迫对流效应;风积沙填堵后,块碎石层降温效果减弱.封闭条件下,冷季路基坡脚处自然对流较强,冻土上限抬升;路基内部自然对流较弱,由于路基填土作用,路基中心处冻土上限抬升较大,但随时间增长而降低;沙层覆盖后,块碎石层降温效果减弱,路基下部冻土上限下降.在气候变暖背景条件下,封闭块碎石层自然对流减弱,冻土上限下降,不利于冻土路基的热稳定.因此,建议对沙害路段的块碎石路基采取补强措施.
- 陈琳喻文兵韩风雷刘伟博易鑫
- 关键词：青藏铁路风积沙
- 初始含水率对冻结粉质黏土变形和强度的影响规律研究被引量：20
- 2016年
- 冻土的变形和强度受温度、水分及压力的影响甚为显著。通过对-6℃的冻结粉质黏土在初始含水率为12.5%~20%范围内进行一系列的三轴试验,分析初始含水状态对冻土变形和强度的影响规律。研究发现,当初始含水率较低时,随着围压的增大,冻结粉质黏土相继出现应变软化和应变硬化特征;当初始含水率大于16%时,其应力-应变关系主要呈现出应变软化特征;随着初始含水率的增大,初始切线模量随围压从线性缓慢增大逐渐过渡为抛物线形的分布。同时,根据包络线定理,建立非线性摩尔-库仑强度准则,用以描述初始含水率为12.5%、14%和16%的冻结粉质黏土强度随围压变化的非线性;当初始含水率为18%和20%时,其强度可用线性摩尔-库仑强度准则描述。
- 牛亚强赖远明王旭廖孟柯高娟
- 关键词：强度特性初始含水率
- 含硫酸钠盐冻结粉砂强度与变形指标的试验研究被引量：7
- 2016年
- 对硫酸钠盐含量为0.5%的冻结粉砂在-2℃的温度下和0.3~17 MPa围压范围内进行了三轴压缩试验.试验结果表明,含硫酸钠冻结粉砂强度随围压的增大呈先增大后降低的规律,强度的增大阶段可分为两个阶段,第一阶段为0.3~4 MPa,增大速率为1.775;第二阶段为4~8 MPa,增大速率为0.753,围压8 MPa时强度最大,其值为13.10 MPa,与0.3 MPa围压处的最小强度值3.52 MPa相差9.58 MPa;在8~17 MPa的围压范围内,强度整体呈现下降趋势,强度在13.10~12.19 MPa波动.为在冻土工程计算中选取合理的变形指标,对比分析了初始切线模量E0与0.5倍强度处割线模量E0.5、初始切线泊松比μ0和0.5倍强度处割线泊松比μ0.5随围压的变化规律.分析结果表明,两种方式确定的弹性模量和泊松比的变化规律均可按围压分为0.3~4 MPa、4~10 MPa和10~17 MPa三个阶段,弹性模量E0与E0.5在第一阶段和第二阶段均随围压的增大而增大,但第二阶段的增加速率比第一阶段低,在第三阶段E0随围压的增加呈现明显的减低趋势,从最大值1 022.39 MPa降低到490.27 M Pa,而E0.5在在该阶段受围压影响不大;泊松比μ0与μ0.5在第一阶段与第二阶段均随围压的增大而减小,但第二阶段的降低速率比第一阶段小,在第三阶段μ0与μ0.5随围压的增大而增大.对变形指标随围压的变化规律分析表明,冻土初始变形行为对围压敏感,数据离散性大,在工程计算中选取0.5倍强度处对应的割线变形指标在数据上更为稳定、可靠.
- 徐湘田何扬胡凯郝明
- 关键词：冻土弹性模量泊松比应力-应变
- 多年冻土区高等级公路特殊路基长期降温效果研究
- 气候变暖背景下,块石路基及通风管-封闭块石基底复合路基成为多年冻土区高等级公路冷却路基的主要结构形式.为探明不同直径块石层的渗流特征和规律,开展了立方排列球体室内风洞试验,一方面获得了渗透率和惯性阻力系数及其与球体直径间...
- 张坤李东庆陶坤陈继童刚强
- 关键词：多年冻土
- 文献传递
