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基于不同冻结试验模式分析控制冻胀规律

岩土工程技术 2009年第3期23卷 115-118页

作者：程晋源周金生商翔宇中国矿业大学建筑工程学院江苏徐州221008

对冻结技术应用中冻胀控制这一重课题,通过试验比较了控制冻深的间歇冻结模式与传统连续冻结模式的冻胀量差异,试验结果表明:控制冻深的间歇冻结模式冻胀量为连续冻结模式的48.8%,其等效条件下的冻胀量约为连续冻结模式的71.2%,冻胀部... 详细信息

对冻结技术应用中冻胀控制这一重课题,通过试验比较了控制冻深的间歇冻结模式与传统连续冻结模式的冻胀量差异,试验结果表明:控制冻深的间歇冻结模式冻胀量为连续冻结模式的48.8%,其等效条件下的冻胀量约为连续冻结模式的71.2%,冻胀部分得到控制。针对该间歇冻结模式控制冻胀的规律,提出末透镜体层为冻胀控制的关键透镜体层。通过对试验的定性分析,指出控制冻深的间歇冻结模式在间歇段能够促使末透镜体分凝温度升高,形成速度减缓,继而出现停止形成的阶段,控制冻胀。分析指出控制冻深的间歇冻结模式是工程唯一可用的冻胀控制的冻结模式,且该模式较传统连续冻结模式更为经济。

关键词：间歇冻结控制冻深冻胀控制

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寒区高速铁路路基冻胀规律及控制技术

寒区高速铁路路基冻胀规律及控制技术

高寒地区高速铁路技术研讨会

作者：蔡德钩闫宏业张千里崔颖辉陈锋中国铁道科学研究院

寒区高速铁路路基冻胀具有不可避免性。本文从高速铁路路基粗粒土填料特性、路基典型冻融发展变化过程、冻胀防控技术等进行了全面的分析研究,研究结果表明:（1）高速铁路路基填料是冻胀的源头应对填料冻胀级别进行细分;（2）造成路基... 详细信息

寒区高速铁路路基冻胀具有不可避免性。本文从高速铁路路基粗粒土填料特性、路基典型冻融发展变化过程、冻胀防控技术等进行了全面的分析研究,研究结果表明:（1）高速铁路路基填料是冻胀的源头应对填料冻胀级别进行细分;（2）造成路基冻胀的主要原因为封闭层部分失效、填料细颗粒含量未严格控制及防冻胀结构不合理等;（3）寒区高速铁路路基冻胀应从设计、建造和运营等阶段进行全过程控制。研究结果对寒区高速铁路路基设计、建造及运营维护具有指导意义。

关键词：高速铁路路基冻胀填料冻胀控制

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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土体冻胀透镜体生长的广义准静态模型研究

中国矿业大学学报 2008年第3期37卷 333-338页

作者：周扬周国庆张琦中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室建筑工程学院江苏徐州221008

为了研究土体冻胀过程中透镜体的演变规律,并分析间歇冻结控制冻胀的机理.采用分凝势理论的建立思路,在广义准静态的前提假设下,对透镜体的生长进行了理论分析.得到了透镜体生长的广义准静态模型,并对模型进行了初步的适用性考察,分析... 详细信息

为了研究土体冻胀过程中透镜体的演变规律,并分析间歇冻结控制冻胀的机理.采用分凝势理论的建立思路,在广义准静态的前提假设下,对透镜体的生长进行了理论分析.得到了透镜体生长的广义准静态模型,并对模型进行了初步的适用性考察,分析了透镜体生长曲线的定性特征.结果表明:模型基本适用于描述末透镜体的缓慢生长;控制冻深的间歇冻结模式通过间歇阶段有效抑制末透镜体的生长,从而控制冻胀;初始阶段促使冻结锋面迅速推进,锋面趋于稳定后,在保证冻土体功能的前提下,尽量增加间歇阶段时间,抑制末透镜体的发展,是选用冻结模式控制冻胀的基本原则.

关键词：分凝势透镜体广义准静态冻胀控制

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单向冻结条件下饱和粉质黏土的冻胀试验研究

建筑材料学报 2016年第5期19卷 926-932页

作者：马宏岩张锋冯德成唐康为哈尔滨工业大学交通科学与工程学院黑龙江哈尔滨150090 福州大学土木工程学院福建福州350116

在单向冻结条件下对饱和粉质黏土试件进行了6种工况下的室内冻胀试验研究.结果表明:冷端温度、压实度、温度梯度、上覆压力和补水条件是影响土体冻胀变形的关键因素;温度梯度、冷端温度和上覆压力与土体冻胀变形呈反比,压实度与土体冻... 详细信息

在单向冻结条件下对饱和粉质黏土试件进行了6种工况下的室内冻胀试验研究.结果表明:冷端温度、压实度、温度梯度、上覆压力和补水条件是影响土体冻胀变形的关键因素;温度梯度、冷端温度和上覆压力与土体冻胀变形呈反比,压实度与土体冻胀变形呈正比;冻胀率是表征土体冻胀敏感性的关键指标,与材料参数和冻结条件有关.最后,基于试验研究提出了用于指导工程应用的路基冻胀病害防治措施.

关键词：季节性冻土区粉质黏土冻胀变形温度场冻胀速率冻胀率冻胀控制

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间歇冻结抑制人工冻土冻胀机理分析

中国矿业大学学报 1999年第5期28卷 413-416页

作者：周国庆中国矿业大学建筑工程学院江苏徐州221008

阐述了用间歇冻结法控制人工冻土冻胀的机理，通过对冻结细粒土的数值分析，指出与连续冻结相比，间歇冻结在冻结锋面推进速度、冻结区温度、平均冷率和未冻结区的温度梯度等方面有显著不同，这些差异的存在有利于抑制冻胀的产生和发展... 详细信息

阐述了用间歇冻结法控制人工冻土冻胀的机理，通过对冻结细粒土的数值分析，指出与连续冻结相比，间歇冻结在冻结锋面推进速度、冻结区温度、平均冷率和未冻结区的温度梯度等方面有显著不同，这些差异的存在有利于抑制冻胀的产生和发展．结果表明，在一定的冻结温度和间歇冻结方式条件下，即使在冻结敏感土（如粉土）中也可控制冻胀．

关键词：冻土间歇冻结冻胀控制人工冻土

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饱和土冻结透镜体生长过程水热耦合分析

岩土工程学报 2010年第4期32卷 578-585页

作者：周扬周国庆周金生王建州中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221008 中国矿业大学建筑工程学院江苏徐州221008

针对饱和土一维冻结过程中出现的冰透镜体,从水热耦合的角度建立了描述其生长过程的模型。利用固体表面水膜的热力学理论分析了冻土中未冻水膜厚度及其流动的控制因素,引入等效压力的概念,指出主动区内的水流可以看作等效压力控制下的... 详细信息

针对饱和土一维冻结过程中出现的冰透镜体,从水热耦合的角度建立了描述其生长过程的模型。利用固体表面水膜的热力学理论分析了冻土中未冻水膜厚度及其流动的控制因素,引入等效压力的概念,指出主动区内的水流可以看作等效压力控制下的达西流,并以此为基础建立了主动区内的新水热耦合模型;透镜体的生长表现为主动区水热耦合过程中透镜体底端在分离压力作用下的抬升及负等效压力作用下的吸水,对这两种作用的分析表明,冻结缘的存在是非高胶质性土壤在无压补水条件下活动透镜体生长的必要前提。分别进行了冻胀敏感性土的连续冻结及控制冻深的间歇冻结试验,以两组试验中末透镜体的生长过程验证了模型及计算的正确性。结果表明:模型很好的反应了两组试验中末透镜体的生长过程;间歇冻结模式在间歇阶段锋面退化,冻结缘消失导致末透镜体生长停止,其生长曲线呈台阶型,冻胀由于末透镜体发育较差而受到一定抑制。最后对冻结模式的优化设计以控制冻胀的技术问题进行了进一步的探讨。

关键词：冻结技术冻胀冰透镜体水热耦合间歇冻结冻胀控制

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淤泥质土层中穿越隧道冻结冻胀规律试验研究

淤泥质土层中穿越隧道冻结冻胀规律试验研究

作者：方亮文煤炭科学研究总院

学位级别：硕士

人工冻结法最早应用于我国煤矿立井施工中,20世纪70年代开始应用于地铁施工中,是克服复杂地质水文条件的一种重要方法。但是由于人工冻结时改变了地层原有的温度场,使土体产生冻胀对周边建(构)筑物产生一定影响,严重时易导致工程事故。... 详细信息

人工冻结法最早应用于我国煤矿立井施工中,20世纪70年代开始应用于地铁施工中,是克服复杂地质水文条件的一种重要方法。但是由于人工冻结时改变了地层原有的温度场,使土体产生冻胀对周边建(构)筑物产生一定影响,严重时易导致工程事故。因此冻结工程中如何釆取合适的冻结施工技术和冻胀控制方法,将冻胀量控制在允许范围内十分关键。本文针对上述存在的问题,以上海轨道交通18号线区间隧道穿越正在运营的轨道交通10号线国权路车站冻结工程为研究对象,从试验、数值模拟及工程监测等方面对不同冻胀控制措施下双线隧道冻结的冻胀规律展开研究,主要取得了如下成果:(1)开展人工冻土试验,获取了施工影响范围内的土体的基本物理、力学参数及冻胀特征,为后续有限元数值分析及冻结理念设计提供参数。(2)根据冻胀模型试验台开展单因素物理模型试验,对泄压、调高冻结盐水温度等措施对冻胀发展抑制效果进行研究。研究结果表明,调高冻结盐水温度积极冻结时间增长85.3%,车站底板冻胀力减小了20.7%;三角区取土泄压车站底板冻胀力减小了28.3%。(3)基于温度-应力-水分耦合作用力学机理,利用ANSYS对错峰冻结、泄压等措施下车站底板竖向位移分布展开研究。研究结果表明,泄压条件下车站底板位移量减少了60%,上下行线错峰冻结45d条件下车站底板位移量减少了50%。(4)针对数值分析结果和物理模型试验结果,在实际工程中采取分段冻结、错峰冻结、调高盐水温度以及设置泄压孔和温控孔等冻胀控制措施,并根据施工监测结果,对不同措施的冻胀控制效果进行研究。研究结果表明,调高盐水温度车站底板位移增长速率有0.4mm/d下降至0.1mm/d,错峰冻结车站结构7d的竖向变形量减少了53.5%,分段冻结减少了单线总体冻结时间,进行取土泄压和开启温控孔车站竖向变形量分别减少10.4%和4.0%。其中,上、下行线隧道采取错峰形式冻结,冻胀控制效果最显著。本文研究得到不同冻胀控制措施下土体冻胀的发展规律,对后续的类似研究及冻结工程应用具有借鉴作用。

关键词：冻结加固冻胀控制模型试验数值分析工程实测

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螺旋取土在市政冷冻工程中控制冻胀的应用

中国科技期刊数据库工业A 2015年第12期 230-230页

作者：陈于明闫良涛中煤第三建设(集团)有限责任公司安徽合肥230000

基于目前冻结法被广泛应用于桥梁、隧道、市政、煤矿中;在某些特定工程中,对于地面融起控制较高,而冻结法施工的特点之一就是在冻结过程中,会产生冻胀,含水量越大的地层中,冻胀越大;如果对冻胀不采取措施,会造成地面融起;控制冻胀的方... 详细信息

基于目前冻结法被广泛应用于桥梁、隧道、市政、煤矿中;在某些特定工程中,对于地面融起控制较高,而冻结法施工的特点之一就是在冻结过程中,会产生冻胀,含水量越大的地层中,冻胀越大;如果对冻胀不采取措施,会造成地面融起;控制冻胀的方法有泄压、后间歇控温、加热等措施,本文介绍了冻结工程中螺旋取土的应用,用在关键位置取土的方法来减小冻胀对地面的影响,结果表明在实际施工中,可以有效的控制冻胀,为以后类似工程提供借鉴经验。

关键词：冻胀控制螺旋取土

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冻胀病害相关理论及防治研究

西安文理学院学报（自然科学版） 2020年第1期23卷 75-80页

作者：胡荣兵任光明刘晓宇地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学) 成都610059

在冻土地区进行工程建设会面临冻胀病害的困扰,因此进行冻胀病害相关研究具有十分重要的现实意义.为了更加深入的理解冻胀形成机理,首先,阐述了冻结缘理论的提出和发展以及冻结缘相关参数;其次,分述了四种典型的冻胀模型,并总结归纳了... 详细信息

在冻土地区进行工程建设会面临冻胀病害的困扰,因此进行冻胀病害相关研究具有十分重要的现实意义.为了更加深入的理解冻胀形成机理,首先,阐述了冻结缘理论的提出和发展以及冻结缘相关参数;其次,分述了四种典型的冻胀模型,并总结归纳了每种冻胀模型的优缺点以及适用条件;第三,回顾和总结了国内外针对防治冻胀病害所采取的三种措施:改良土质法、控制水分法和保温法,对每种防冻胀措施做出简要评价;最后,提出了今后冻胀病害理论研究和防治的重点.为该方面的研究指明了方向,具有一定现实意义.

关键词：冻胀病害冻结缘冻胀模型冻胀控制