检索结果-南通市图书馆

Research on EPS application to very wide highway embankments in permafrost regions

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Research in Cold and Arid Regions 2013年第4期5卷 503-508页

作者： yahu tian JianHong Fang YuPeng Shen School of Civil Engineering Beijing Jiaotong University Qinghai Research Institute of Transportation

In order to maintain the thermal stability of very wide highway embankments in permafrost regions, the thermal isolation material EPS is often utilized. To examine the effects of this insulation on the China National Highway （G214）, two-dimensional finite element analysis of temperature fields was conducted for varying widths of highway embankments with and without EPS insulation. The numerical results show that in permafrost regions the effect of thermal aggregation on asphalt pavement is more obvious when highway embankments are wider, and, specifically for the G214 highway, the insu- lation should be more than 25 cm thick for 24-m-wide embankments. However, considering other factors such as the struc tural rationality of the embankments and high engineering costs, it might not be feasible to install EPS insulation in 24-m-wide embankments of the G214 highway when the height of the embankments is less than 3.65 m.

关键词： permafrost insulation very wide highway embankment

Monitoring and analysis of ground temperature and deformation within Qinghai-Tibet Highway subgrade in permafrost region

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Research in Cold and Arid Regions 2015年第4期7卷 370-375页

作者： yahu tian YuPeng Shen WenBing Yu JianHong Fang School of Civil Engineering Beijing Jiaotong University Qinghai Research Institute of Transportation State Key Laboratory of Frozen Soil Engineering Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research InstituteChinese Academy of Sciences

In order to study the stability of the Qinghai-Tibet Highway embankment at Chumaerhe in the permafrost region of northwest China, the ground temperature and deformation at different depths were monitored under the left and right shoulders of the embankment where thermosyphons were set up only on the left shoulder. Based on the monitored data, characteristics of ground temperature and deformation of the left and right shoulders are analyzed and discussed. The results show that the start time of freezing or thawing of the seasonal active layer was about one to two months later than that of the embankment body itself. The stability of each shoulder was mainly controlled by the settlement of different soil layers, whereas frost heave of soil had scarcely any effect on the stability of the embankment. For the left shoulder, the settlement was mainly influenced by the seasonal active layer and then by the embankment body itself, due to freeze-thaw cycles which may change the soil properties; however, the permafrost layer remained fairly stable. For the right shoulder, creep of the warm permafrost layer was the main influence factor on its stability, followed by settlement of embankment body itself, and finally settlement of the seasonal active layer. Compared with the deformation of the left shoulder, the permafrost layer under the right shoulder was less stable, which indicates that the thermosyphons had a significantly positive effect on the stability of warm permafrost.

关键词： Qinghai-Tibet Highway permafrost deformation ground temperature monitoring

A pseudo-coupled numerical approach for stability analysis of frozen soil slopes based on finite element limit analysis method

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Research in Cold and Arid Regions 2013年第4期5卷 478-487页

作者： Xi Chen JianKun Liu Yuan Feng Xu Li yahu tian JianHong Fang School of Civil Engineering Beijing Jiaotong University Qinghai Research Institute of Transportation School of Civil Engineering Tongji University

To simplify the stability analysis of frozen soil slope, a pseudo-coupled numerical approach is developed. In this approach, the coupled heat transfer and water flow in frozen soils are simulated first, and based on the computed thermal-hydro field, the stability of frozen soil slope is evaluated. Although the shear strength for frozen soil is very complicated and is usually represented by a nonlinear MC failure criterion, a simple linear MC yield criterion is utilized. In this method, the internal friction angle is expressed as a function of volumetric ice content and the cohesion is fitted as a simple bilinear expression of Tand volumetric water content. To assess slope stability, the limit analysis is employed in conjunction with the recently developed a-section search algorithm. A frozen soil slope example is used to examine the proposed pseudo-coupled numerical approach, and numerical studies validate its effectiveness. Based on numerical results, it is seen that slope stability may be remarkably influenced by warming air （or grotmd surface） temperature. With increasing ground surface temperature, slope stability indicated by FOS may reduce to 1.0, implying that wanning air temperature could be a trigger of frozen soil slope failure.

关键词： frozen soil slope stability pseudo-coupled thermo-hydro-mechanical analysis finite element limit analysis

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高温冻土区填土路基的地基融化固结变形分析

中国铁道科学 2014年第3期35卷 1-7页

作者：田亚护张青龙穆彦虎刘永智北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000 甘肃省交通科学研究院有限公司甘肃兰州730003

针对青藏铁路高温冻土区普通填土路基的融沉变形,基于拉格朗日法描述的大变形固结理论及考虑相变作用的路基传热理论,对高温冻土区不同高度填土路基的温度场和地基融化固结变形进行计算分析,并与现场监测结果进行对比。温度场分析结果表... 详细信息

针对青藏铁路高温冻土区普通填土路基的融沉变形,基于拉格朗日法描述的大变形固结理论及考虑相变作用的路基传热理论,对高温冻土区不同高度填土路基的温度场和地基融化固结变形进行计算分析,并与现场监测结果进行对比。温度场分析结果表明,高温冻土区4和6m高填土路基在短期内可使冻土上限略微抬升,但下伏多年冻土存在缓慢升温过程,其升温幅度每年约为0.02℃左右;随着气候逐渐变暖,填土路基下冻土上限在后期会逐渐下降,且填土路基高度越小则上限下降量越大,最终在路基下部形成融化盘。融化固结变形分析结果表明,填土路基沉降变形表现出季节性,即暖季沉降变形发展迅速,冷季发展缓慢,发展趋势与现场监测结果吻合良好;在给定的地质条件下,2,4和6m高填土路基在竣工50年后其沉降变形量分别为255.2,470.4和689.7mm,即沉降变形量与其高度呈正比,且高填土路基沉降变形的季节性更显著;填土路基高度和多年冻土的含冰量是影响填土路基沉降变形的主要因素。

关键词：青藏铁路填土路基高温冻土融沉变形

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冻融循环作用下水泥改良土的力学性质研究

中国铁道科学 2010年第6期31卷 7-13页

作者：王天亮刘建坤彭丽云田亚护北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043

针对季节性冻土区的特殊环境,对冻融循环后的水泥改良土进行系列动静试验,研究土体的物理性状、力学特性与冻融次数、冷冻温度的关系。结果表明,反复冻融作用改变了土体的性状,这一改变过程是使土体内部结构从不稳定态向动态稳定平衡状... 详细信息

针对季节性冻土区的特殊环境,对冻融循环后的水泥改良土进行系列动静试验,研究土体的物理性状、力学特性与冻融次数、冷冻温度的关系。结果表明,反复冻融作用改变了土体的性状,这一改变过程是使土体内部结构从不稳定态向动态稳定平衡状态发展的过程;其应力—应变关系呈应变软化型,表现为脆性破坏,存在明显的剪切面;动荷载作用下,水泥改良土试样存在一临界状态,其破坏过程分为3个阶段:微裂纹出现、裂纹扩展和整体错动;经历3次冻融作用后,其临界动应力随冻融次数下降趋势变缓;动应力和冻融作用对水泥改良土的回弹应变影响显著;回弹模量存在一临界值,其值随冷冻温度的降低而降低。

关键词：路基水泥改良土冻融循环动力特性静力特性

冻融循环下含砂粉土冻胀率和融沉系数的试验研究

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铁道学报 2021年第9期43卷 118-126页

作者：沈宇鹏刘越邰博文汤天笑田亚护北京交通大学轨道工程北京市重点实验室北京100044 北京交通大学北京市轨道交通线路安全与防灾工程技术研究中心北京100044 中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000

以青藏高原东部共(和)—玉(树)高速公路玛多段地基的含砂粉土为研究对象,对含砂粉土在多因素(含水率、压实度、荷载)作用下的冻胀率及融沉系数的变化特征展开研究。在封闭系统条件下开展了三向冻融试验,总结了土样冻胀率及融沉系数的变... 详细信息

以青藏高原东部共(和)—玉(树)高速公路玛多段地基的含砂粉土为研究对象,对含砂粉土在多因素(含水率、压实度、荷载)作用下的冻胀率及融沉系数的变化特征展开研究。在封闭系统条件下开展了三向冻融试验,总结了土样冻胀率及融沉系数的变化规律;结合麦夸特法及全局优化法进行了优化计算,建立了预测稳定冻胀率和稳定融沉系数的计算模型。研究结果表明:冻胀率和融沉系数随荷载的增加、压实度的降低、含水量的增加而增加,随冻融次数的增加先增大后减小最后趋于稳定;建立的稳定冻胀率和稳定融沉系数预测模型有较好的拟合效果,因此可用此模型对含砂粉土的稳定冻胀率和稳定融沉系数开展预报。

关键词：冻胀率融沉系数冻融循环室内试验预测模型

PHC与CFG桩复合地基在高速铁路基底中处理效果试验对比

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岩石力学与工程学报 2014年第A02期33卷 4174-4180页

作者：沈宇鹏毛远凤荆鹏程万慧田亚护北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京交通大学轨道工程北京市重点实验室北京100044

以京津城际铁路2种不同桩筏复合地基处理形式为工程实例,对比分析PHC桩和CFG桩的单桩承载力、荷载桩–土分担、以及不同位置的荷载和沉降与时间的变化特征。结果表明,PHC桩的单桩承载力明显大于CFG桩,约为其1.33倍;PHC复合地基段路基的... 详细信息

以京津城际铁路2种不同桩筏复合地基处理形式为工程实例,对比分析PHC桩和CFG桩的单桩承载力、荷载桩–土分担、以及不同位置的荷载和沉降与时间的变化特征。结果表明,PHC桩的单桩承载力明显大于CFG桩,约为其1.33倍;PHC复合地基段路基的中心沉降量小于CFG桩复合地基段;PHC桩断面的桩–土应力比为17-47,荷载分担比为0.56-0.78,而CFG桩断面桩–土应力比为12-25,荷载分担比为0.42-0.59,说明PHC桩复合地基能尽量减小桩间土的荷载。认为在松软地基上采用PHC管桩不仅能保证复合地基中的成桩效果,也能减小桩间土的荷载承担,从而减小复合地基的总沉降量。

关键词：复合地基高速铁路沉降桩–土应力比单桩承载力

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低液限粉土填料掺盐抑制冻胀效果研究

铁道学报 2018年第7期40卷 93-99页

作者：沈宇鹏汤天笑刘建坤田亚护蔡小培北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京交通大学北京市轨道交通线路安全与防灾工程技术研究中心北京100044

采用室内单轴冻结试验,对比封闭条件下神朔重载铁路低液限粉土填料掺盐前后水分迁移和冻胀特性,并分析不同类型盐分、含盐量下抑制土体冻胀效果。结果表明:(1)低液限粉土的起始冻结温度随含盐量的增加而降低;掺入NaCl后起始冻结温度明... 详细信息

采用室内单轴冻结试验,对比封闭条件下神朔重载铁路低液限粉土填料掺盐前后水分迁移和冻胀特性,并分析不同类型盐分、含盐量下抑制土体冻胀效果。结果表明:(1)低液限粉土的起始冻结温度随含盐量的增加而降低;掺入NaCl后起始冻结温度明显降低,有效抑制了土体的水分冻结;Na2SO4也能降低起始冻结温度,但效果不如NaCl。(2)随着盐含量增加,土体水分迁移量减少;加入NaCl后,冻结深度减小,冻结锋面含水率降低;加入Na2SO4后冻结深度无明显改变。(3)掺盐可有效抑制土体冻胀,且冻胀量随含盐量的增加而减小,NaCl抑制土体冻胀效果强于Na2SO4。建议该地区优先掺入NaCl来抑制路基冻胀,且掺入量控制在1.5%~2%之间。

关键词：低液限粉土冻胀水分迁移起始冻结温度含盐量

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严寒地区客专路堤阴阳面地温及变形差异分析

铁道学报 2017年第3期39卷 82-89页

作者：邰博文岳祖润刘建坤沈宇鹏田亚护房建宏北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 青海省交通科学研究院青海西宁810008

基于对寒区哈(尔滨)齐(齐哈尔)铁路客运专线泰康试验段路堤的地温与变形监测资料分析,研究了严寒地区路堤阴阳面的地温和变形差异。测试和计算结果表明:(1)右侧(阴面)路肩和坡脚的最大冻深均大于左侧(阳面)相同位置;(2)地温大多数时间... 详细信息

基于对寒区哈(尔滨)齐(齐哈尔)铁路客运专线泰康试验段路堤的地温与变形监测资料分析,研究了严寒地区路堤阴阳面的地温和变形差异。测试和计算结果表明:(1)右侧(阴面)路肩和坡脚的最大冻深均大于左侧(阳面)相同位置;(2)地温大多数时间呈左高右低现象,同时阴、阳坡路基浅层相应深度处的温差不会随时间推移和埋深增大而完全消失,但阴、阳坡路基温差逐年减小并趋于恒定,且温差波动幅度随埋深逐渐减小;(3)基床表层阴、阳面各测点的冻胀起始时间一致,而阴面的融沉起始时间却比阳面晚一个月;当路堤浅层地温处于-2~0℃且冻结层上下同时发生融化时,路基冻胀显著,此时产生的冻胀量占总冻胀量的40%左右;(4)施工完成初期,路堤浅层和基底在阳面的累积沉降量较阴面大;距离坡脚越近,基底阴阳面沉降差异越明显,但该差异逐年减小。由此表明,即使有保温护道保护严寒地区冻土路基,经历多次冻融循环后,路基阴阳坡差异受外界气温影响仍然存在,但随时间推移逐渐趋于稳定。建议在严寒地区冻土路基的阳坡侧采取降低地温的措施,减小阴阳坡地温和变形差异,保持冻土路堤的整体稳定性。

关键词：阴阳坡最大季节冻深地温冻胀变形