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Influence of Soil Heterogeneity on the Behavior of Frozen Soil Slope under Freeze-Thaw Cycles
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作者 Kang Liu Yanqiao Wang 《Computer Modeling in Engineering & Sciences》 SCIE EI 2022年第4期119-135,共17页
Soil slope stability in seasonally frozen regions is a challenging problem for geotechnical engineers.The freezethaw process of soil slope caused by the temperature fluctuation increases the difficulty in predicting t... Soil slope stability in seasonally frozen regions is a challenging problem for geotechnical engineers.The freezethaw process of soil slope caused by the temperature fluctuation increases the difficulty in predicting the slope stability because the soil property is influenced by the freeze-thaw cycle.In addition,the frozen soil,which has ice crystal,ice lens and experienced freeze-thaw process,could present stronger heterogeneity.Previous research has not investigated the combined effect of soil heterogeneity and freeze-thaw cycle.This paper studies the influence of soil heterogeneity on the stability of frozen soil slope under freeze-thaw cycles.The local average subdivision(LAS)is utilized to model the soil heterogeneity.A typical slope geometry has been chosen and analysed as an illustrative example and the strength reduction method is used to calculate the factor of safety(FOS)of slope.It has been found that when the temperature is steady,the FOS of the frozen soil slope is influenced by the spatial variability of the thermal conductivity,but the influence is not significant.When the standard deviation and the SOF of the thermal conductivity increase,the mean of the FOS is equal to the FOS of the homogeneous case and the standard deviation of the FOS also increases.After the frozen soil goes through freeze-thaw process,the FOS of the frozen soil slope decreases due to the reduction in the cohesion and the internal friction angle caused by the freeze-thaw cycles.Furthermore,the decreasing ratio of the FOS becomes more scattered after the 5th freeze-thaw cycle compared to that of the FOS after the 1st freeze-thaw cycle.The larger variability of the FOS could induce inaccuracy in the prediction of the frozen soil slope stability. 展开更多
关键词 Factor of safety(FOS) freeze-thaw cycle frozen soil slope soil heterogeneity thermal conductivity
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A pseudo-coupled numerical approach for stability analysis of frozen soil slopes based on finite element limit analysis method 被引量:4
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作者 Xi Chen JianKun Liu +3 位作者 Yuan Feng Xu Li YaHu Tian JianHong Fang 《Research in Cold and Arid Regions》 CSCD 2013年第4期478-487,共10页
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 t... 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. 展开更多
关键词 frozen soil slope stability pseudo-coupled thermo-hydro-mechanical analysis finite element limit analysis
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冻土强度准则在冻土边坡稳定性计算中的应用
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作者 李林静 赵彦虎 +1 位作者 白瑞强 翁效林 《冰川冻土》 CSCD 2024年第4期1271-1278,共8页
冻土是由冰胶结体、土颗粒、气体、未冻水组成的四相胶结体,其强度受温度影响较大,以至于冻土的强度准则比普通土的强度准则更为复杂。冻土强度准则在实际工程中有很广泛的应用,比如,可用于冻土边坡稳定性计算。由于冻土的复杂性,将未... 冻土是由冰胶结体、土颗粒、气体、未冻水组成的四相胶结体,其强度受温度影响较大,以至于冻土的强度准则比普通土的强度准则更为复杂。冻土强度准则在实际工程中有很广泛的应用,比如,可用于冻土边坡稳定性计算。由于冻土的复杂性,将未冻土的强度准则直接用于冻土边坡工程稳定性计算分析是不合理的。为研究冻土强度准则在冻土边坡稳定性判断中的应用,本研究首先在已有的冻土强度准则中选取Liao和Lai提出的代表性冻土强度准则,利用瑞典条分法和该强度准则推导了冻土土坡安全系数的解。其次,基于此强度准则推导的冻土土坡安全系数的解进行冻土边坡稳定性计算分析,并将计算结果与已有的冻土边坡分析数据作对比,验证该强度准则的适用性。计算结果表明:选用的强度准则计算出的安全系数与原冻土边坡安全系数比较接近,误差较小,该强度准则在冻土边坡稳定性计算方面有较高的精确性和适用性。最后,鉴于实际工程中非稳定状态冻土边坡较多,基于工程实用性,进一步总结给出了冻土边坡失稳防治措施。本研究可为寒冷地区冻土土质边坡的设计、建设、维护提供理论指导与参考。 展开更多
关键词 边坡工程 冻土 强度准则 边坡稳定性 安全系数
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折线形通风管对陡坡冻土宽幅路基降温效果研究
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作者 邢俊杰 张致龙 +3 位作者 伊帕丽亚·阿布都维力 刘柱 郝戈 付庭 《建筑技术》 2024年第4期477-482,共6页
在永久冻土段修建宽幅路基需解决高寒、高海拔、高纬度等恶劣因素所造成路基不均匀沉降、纵向裂缝、道路翻浆等严重工程病害问题。以新疆中天山冻土段为例,现场试验观测数据为基准采用数值计算方法;研究曲线型通风管结合碎石层复合路基... 在永久冻土段修建宽幅路基需解决高寒、高海拔、高纬度等恶劣因素所造成路基不均匀沉降、纵向裂缝、道路翻浆等严重工程病害问题。以新疆中天山冻土段为例,现场试验观测数据为基准采用数值计算方法;研究曲线型通风管结合碎石层复合路基制冷效果。研究结果表明:半挖半填路基温度场横向差异明显,在20个运营年后,左路肩与路基中心处最大融深相差3 m;在第20年时,折线形通风管路基冻土上限为1.45 m相对普通路基提高了6.55 m。折线形通风管路基在第10个运营年后,路面以下4 m处-1.8℃等温线形成一个冻结区域,并在之后的5年内沿着路基横向与坡向发展。 展开更多
关键词 高寒山区 半挖半填路基 折线形通风管 斜坡冻土
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不同工况下高原特长隧道洞口边坡稳定性分析
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作者 张耀阳 陈泽盟 《价值工程》 2024年第8期134-136,共3页
高原冻土区隧道边坡常常发生边坡滑塌、洞口开裂等病害,严重影响隧道施工运营。以圭嘎拉隧道为工程依托,对不同工况下高原地区特长隧道洞口边坡力学稳定性进行了研究。研究结果表明:增加自进式锚杆、钢筋网挂网、喷射C25水下防冻混凝土... 高原冻土区隧道边坡常常发生边坡滑塌、洞口开裂等病害,严重影响隧道施工运营。以圭嘎拉隧道为工程依托,对不同工况下高原地区特长隧道洞口边坡力学稳定性进行了研究。研究结果表明:增加自进式锚杆、钢筋网挂网、喷射C25水下防冻混凝土等施工措施后工况3的边坡塑性值增加32.85%、水平位移增加量有所降低、边坡喷混最大主应力增加25.46%,边坡防护结构层后对边坡抵抗土层冻融循环影响效果显著。研究成果可为相关隧道边坡防护施工提供理论支持。 展开更多
关键词 高原冻土 特长隧道 边坡稳定性 数值模拟
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高寒山区季节冻土冻融特征参数变化及其影响因素——以天山南坡为例
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作者 施发祥 秦甲 +4 位作者 韩添丁 崔峻豪 丁永建 成鹏 游艳辉 《冰川冻土》 CSCD 2024年第1期89-100,共12页
季节冻土在高寒山区广泛分布,其冻融过程会对水文水资源和生态环境产生深刻影响。研究气候变化背景下高寒山区季节冻土冻融特征参数变化及影响机理,可为高寒山区水资源管理和生态保护提供科学依据。本文选择天山南坡作为研究区,基于13... 季节冻土在高寒山区广泛分布,其冻融过程会对水文水资源和生态环境产生深刻影响。研究气候变化背景下高寒山区季节冻土冻融特征参数变化及影响机理,可为高寒山区水资源管理和生态保护提供科学依据。本文选择天山南坡作为研究区,基于13个气象站点1958年以来季节冻土冻融参数(最大冻深、冻结期、始冻日、解冻日)、气温、地表温度、降雨和积雪等数据,使用空间分析和多元线性回归统计等方法对冻融参数的时空变化特征进行分析,量化不同气候因素对季节冻土冻融变化的影响权重。结果表明,季节冻土最大冻深在(48.5±11.4)~(96.8±8.5)cm之间,冻结天数在(102±10)~(141±14)d之间,多年平均始冻日在11月7日至19日之间,多年平均解冻日在3月1日至28日之间。1950年代至2010年代期间,始冻日逐渐推迟,解冻日逐渐提前,冻结天数缩短。空间分布上,最大冻深有“海拔高,最大冻深大”的规律;空间变化趋势上,最大冻深在研究区中部显著增加;冻结天数在研究区内大范围显著缩短。季节冻土冻融变化与气温相关性最强,温度(气温和地表温度)是季节冻土冻融变化的主导因子。定量评价发现,气温影响占比(24.1±3.6)%,地表温度影响占比(12.1±3.1)%,降雨影响占比(9.6±1.7)%,积雪影响占比(5.1±1.5)%。 展开更多
关键词 季节冻土 最大冻深 冻结期 时空变化 天山南坡
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多年冻土区拓宽路堤的阴阳坡效应与地震反应
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作者 张飞宇 盘训学 +1 位作者 李骄杨 于啸波 《佳木斯大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第9期97-101,共5页
为研究冻土路堤拓宽后的阴阳坡效应和地震反应差异,以青藏地区多年冻土环境为研究背景,综合考虑了气温变化、太阳辐射、风速和对流换热等边界条件对冻土路堤温度场的影响,建立了有限元模型,通过有限元分析软件Abaqus分析了路堤加宽前后... 为研究冻土路堤拓宽后的阴阳坡效应和地震反应差异,以青藏地区多年冻土环境为研究背景,综合考虑了气温变化、太阳辐射、风速和对流换热等边界条件对冻土路堤温度场的影响,建立了有限元模型,通过有限元分析软件Abaqus分析了路堤加宽前后的温度场变化规律。通过原始路堤和加宽路堤各月份的路堤温度场结果,对路堤模型进行了区域划分和材料填充,分析了地震荷载作用下路堤的加速度响应和位移响应。结果表明:在不考虑加宽路堤材料和路堤搭接方式对路堤加宽的影响下,相比于原始路堤,加宽路堤并未对路堤阴阳坡效应产生放大作用,并且阴阳坡效应不会对地震反应差异产生影响。 展开更多
关键词 冻土路堤 路堤拓宽 温度场 地震反应 阴阳坡效应
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冻土斜坡模型试验相似分析 被引量:20
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作者 靳德武 牛富俊 +1 位作者 陈志新 倪万魁 《地球科学与环境学报》 CAS 2004年第1期29-32,共4页
 南水北调工程、青藏铁路建设工程等一系列工程的实施,将进一步影响和加剧青藏高原多年冻土区斜坡稳定性问题,冻土区边坡开挖及斜坡稳定性是工程活动中必须解决的问题之一,冻土斜坡稳定性研究在国内尚属空白。通过相似模型试验对高原...  南水北调工程、青藏铁路建设工程等一系列工程的实施,将进一步影响和加剧青藏高原多年冻土区斜坡稳定性问题,冻土区边坡开挖及斜坡稳定性是工程活动中必须解决的问题之一,冻土斜坡稳定性研究在国内尚属空白。通过相似模型试验对高原多年冻土区斜坡在自然和人类活动影响下的失稳机制和活动规律进行分析,是开展研究的重要手段。根据相似理论第一定律,对冻土斜坡模型试验进行了相似分析,应用积分类比法推导并建立了冻土斜坡模型试验的相似指标和相似判据,得出在用原状土作模型介质时,6个相似常数减少为2个相似常数,即cτ和cl。模型与原型的时间比例尺是由几何比例尺决定的,即cτ=c2l,仅有一个相似参数为自变量,另一个为因变量。据此对青藏高原多年冻土区青藏公路沿线K3035处冻土斜坡进行了相似模型设计和冻融模型试验。模型再现了K3035处7°斜坡在4个冻融循环条件下,坡体中部(水平、垂向)4#位移伸张计质点位移曲线随时间的变化特征。实验表明,斜坡土体中部在第一次冻融循环中已有滑动迹象,随着滑坎进一步后退和靠近观测基准点,必然出现一次较大的位移,直至周边土体出现滑塌为止。模型试验结果与现场观测资料相比较是令人满意的。 展开更多
关键词 冻土斜坡 积分类比法 模型试验 相似分析 热融滑塌
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季节性冻土区土钉边坡支护结构冻融反应分析 被引量:21
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作者 张媛 董建华 +1 位作者 董旭光 王永胜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期574-582,592,共10页
季节性冻土区边坡支护结构往往受冻融循环作用而发生破坏,对边坡支护结构造成很大的安全隐患。结合兰州地区某实际工程,应用大型非线性有限元软件ADINA中的热-流体-固体耦合分析模块建立了季节性冻土区土钉边坡支护结构的有限元模型,开... 季节性冻土区边坡支护结构往往受冻融循环作用而发生破坏,对边坡支护结构造成很大的安全隐患。结合兰州地区某实际工程,应用大型非线性有限元软件ADINA中的热-流体-固体耦合分析模块建立了季节性冻土区土钉边坡支护结构的有限元模型,开发了土体在冻胀、融沉时的本构模型,并用实测结果考证了程序的有效性。然后采用二次开发的软件分析土钉边坡支护结构在冻融循环作用下的反应特性及规律。分析结果表明:在冻融循环作用下,每层土钉钉头附近轴力值增加最大,沿土钉轴向增加值逐渐减小;轴力相对增量沿坡高逐渐增大;水平位移、坡顶地面沉降量均因冻土融化使得含水率增加而突增。研究结论可为季节性冻土地区边坡支护的设计和施工提供参考。 展开更多
关键词 季节性冻土 边坡 土钉支护结构 冻融循环 数值模拟 冻融反应
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不同降雨强度下黄土区冻土坡面产流产沙过程及水沙关系 被引量:12
10
作者 张洋 张辉 +4 位作者 李占斌 李鹏 肖列 柯浩成 陈怡婷 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期136-142,共7页
为了明确降雨对冻土坡面侵蚀的作用机理,探讨冻土和未冻土在不同水力条件下侵蚀之间的差异。通过室内模拟降雨试验,采用3种降雨强度(0.6,0.9,1.2 mm/min)对比定量研究冻土坡面和未冻土坡面产流产沙过程及水沙关系。结果表明:在0.9、1.2 ... 为了明确降雨对冻土坡面侵蚀的作用机理,探讨冻土和未冻土在不同水力条件下侵蚀之间的差异。通过室内模拟降雨试验,采用3种降雨强度(0.6,0.9,1.2 mm/min)对比定量研究冻土坡面和未冻土坡面产流产沙过程及水沙关系。结果表明:在0.9、1.2 mm/min雨强下,冻土坡面的产流时间相对对照坡面提前了18.7,6.4 min。冻土坡面径流量、侵蚀量均远大于对照坡面,在0.9,1.2 mm/min雨强下径流量分别是对照坡面的1.16,1.19倍,侵蚀量分别是对照坡面的10.40,6.40倍。随着降雨进行,坡面产生不同程度的细沟,其中,冻土坡面相比对照坡面细沟出现时间分别缩短了18 min,22 min,且冻土坡面细沟侵蚀量占总侵蚀量的79%~92%,此比例大于同雨强下的对照坡面。两种坡面的累计径流量与累计产沙量之间满足y=kx+b的线性关系,在细沟间侵蚀阶段,冻土坡面的k值是对照坡面的8.48~9.02倍,而在细沟侵蚀阶段,则为对照的3.68~7.50倍。研究结果表明细沟侵蚀是冻土坡面土壤侵蚀率增大的主要原因,而冻结层的阻水作用是导致坡面上细沟出现时间提前的最重要因素。该研究可以为完善土壤侵蚀机理研究提供一定的参考价值。 展开更多
关键词 土壤 侵蚀 径流 黄土区 冻土坡面 模拟降雨 产流产沙
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季冻区土质路堑边坡浅层含水率变化研究 被引量:12
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作者 单炜 刘红军 +2 位作者 杨林 郭颖 孙玉英 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第S01期335-340,共6页
采用现场实测和室内试验相结合的方法,研究季节性气温变化、边坡深度、坡面植物种类和坡面朝向等因素对边坡土体含水率变化的影响规律。结果证明:边坡土体冻结过程中,水分向冻结区迁移;随着冻结深度增加,含水率的变化也会向深处发展;坡... 采用现场实测和室内试验相结合的方法,研究季节性气温变化、边坡深度、坡面植物种类和坡面朝向等因素对边坡土体含水率变化的影响规律。结果证明:边坡土体冻结过程中,水分向冻结区迁移;随着冻结深度增加,含水率的变化也会向深处发展;坡面木本植物比草本植物有更明显的吸水作用;边坡含水率和土体温度的变化影响土体的强度,边坡土体温度在0℃以上时,土体强度主要受含水率变化的影响,当土体温度在0℃以下时,强度主要受温度变化的影响;三轴试验证明:边坡土体的黏聚力首先随着含水率的增加而增大,含水率达到15%以后,边坡土体的黏聚力随含水率的增大而减小;边坡土体的内摩擦角基本上是随着含水率的增大而减小。研究成果可为季节性冻土地区高等级公路路堑边坡冻融失稳的预警提供判据。 展开更多
关键词 季节性冻土地区 土质路堑边坡 含水率 冻土失稳 植物护坡
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边坡渗流对冻土地区路基稳定性的影响分析 被引量:17
12
作者 李东庆 魏春玲 吴紫汪 《兰州大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2000年第3期175-179,共5页
利用数值模拟方法 ,分析了在多年冻土地区修筑路堤后 ,夏季路基边坡积水通过路堤及在其下土壤的渗流过程中 ,由于对流换热所引起的路堤基底的不稳定现象 .通过计算机数值模拟进一步证实 ,夏季路基边坡积水可导致路基基底之下的多年冻土... 利用数值模拟方法 ,分析了在多年冻土地区修筑路堤后 ,夏季路基边坡积水通过路堤及在其下土壤的渗流过程中 ,由于对流换热所引起的路堤基底的不稳定现象 .通过计算机数值模拟进一步证实 ,夏季路基边坡积水可导致路基基底之下的多年冻土上限下降 ,并使路基下形成凹型融化核或扩大已有融化核的深度和范围 ,从而加大路堤的融化下沉量和冬季的冻胀量 ,造成路基稳定性程度明显下降 . 展开更多
关键词 边坡渗流 路基 融化核 稳定性 冻土地区
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冻土路基表面的融化指数与冻结指数 被引量:40
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作者 程国栋 江灏 +1 位作者 王可丽 吴青柏 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2003年第6期603-607,共5页
在冻土层之上筑路,由于会改变地 气界面的热物理特性,进而影响冻土层的热力→动力稳定性,故而修筑一定高度的路基成为保护冻土层所采取的一种常规措施.在修筑路基之后,与路基边坡的朝向有关的热效应是冻土路基工程保护措施必须考虑的问... 在冻土层之上筑路,由于会改变地 气界面的热物理特性,进而影响冻土层的热力→动力稳定性,故而修筑一定高度的路基成为保护冻土层所采取的一种常规措施.在修筑路基之后,与路基边坡的朝向有关的热效应是冻土路基工程保护措施必须考虑的问题.在数理分析与数值模拟分析的基础上,给出了可根据气温的年最大和最小月平均值计算路基表面的融化指数与冻结指数以及有关热状况参数的方法,并以青藏铁路北麓河段2002年为例进行了计算分析.实例分析表明,即便是没有修筑道路,北麓河地区的冻土也已经处于临界状态;路基相对的两个坡面,由于朝向不同会造成温度分布的强非均匀性,其中南和偏南方向与北和偏北方向的路基坡面热状况差异最大,有必要对路基相对的两个坡面采用不同的防护措施,一方面改善就地取土修筑路基对其下伏冻土层的直接不良影响,同时也尽可能减小路基表面温度分布的非均匀性,以避免纵向裂缝的发生. 展开更多
关键词 冻土 路基 融化指数 冻结指数 坡面热效应
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冻融循环对砼护坡界面抗剪强度影响试验研究 被引量:7
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作者 汪恩良 李金玲 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2012年第5期1173-1178,共6页
以混凝土铰接块+土工布+黏土护坡结构室内模型为研究对象,分别讨论不同含水量及冻融循环次数下接触面间抗剪强度指标的变化规律.分别测定常温下护坡结构含水量在15.7%~28%之间的黏聚力(C)和内摩擦角(φ)值,含水量为18%以及饱和状态下经... 以混凝土铰接块+土工布+黏土护坡结构室内模型为研究对象,分别讨论不同含水量及冻融循环次数下接触面间抗剪强度指标的变化规律.分别测定常温下护坡结构含水量在15.7%~28%之间的黏聚力(C)和内摩擦角(φ)值,含水量为18%以及饱和状态下经过10次冻融循环的C值和φ值,采用多元回归法进行分析.结果表明:含水量对护坡结构的抗剪强度指标弱化十分明显,斜面摩擦试验中黏聚力和内摩擦角均随含水量增加而降低;含水量与内摩擦角呈线性相关关系,与黏聚力呈乘幂关系.冻融循环过程水分迁移导致砼护坡界面水分增大,界面抗剪强度指标弱化.随冻融循环次数的增加砼铰接块护坡界面的抗剪强度减小,对于非饱和黏性土,在5次冻融循环时减小幅度较大,但10次冻融循环时减小幅度较小并基本趋于稳定;而对于饱和黏性土,其抗剪强度指标随冻融循环次数的增加减小幅度并不明显. 展开更多
关键词 季节冻土 冻融循环 砼铰接块护坡 界面抗剪强度特性 试验研究
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河西走廊地区路基阴阳坡效应及合理高度分析 被引量:5
15
作者 张明礼 岳国栋 +3 位作者 丑亚玲 王得楷 王斌 周志雄 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2019年第6期1430-1440,共11页
河西走廊是丝绸之路的咽喉,区域内季节冻土路基的稳定性对亚欧大陆运输通道有重要影响。以张掖地区季节冻土路基为例,基于传热学及弹塑性变形理论探讨了路基在阴阳坡效应下的地温和变形分布;通过比较路基最大冻结深度到地下水位的距离... 河西走廊是丝绸之路的咽喉,区域内季节冻土路基的稳定性对亚欧大陆运输通道有重要影响。以张掖地区季节冻土路基为例,基于传热学及弹塑性变形理论探讨了路基在阴阳坡效应下的地温和变形分布;通过比较路基最大冻结深度到地下水位的距离与毛细水最大上升高度,得到河西走廊地区路基合理高度的确定方法及拟合公式,来表示其与地下水位以及年平均气温的相互关系。结果表明:张掖地区路基阴阳坡效应明显,阴坡冻结时间比阳坡长2个月;1月阴阳坡的温差最大,达到3℃;2月,路基的竖向最大位移达到26 mm,横向位移差达到6 mm;路基合理高度随年平均气温的升高而逐渐降低,随地下水位的增加而逐渐变大,其随年平均气温的变化幅度小于地下水。该研究可定性分析路基合理高度与年平均气温、地下水位的关系,为河西走廊地区定量计算路基高度提供理论参考。 展开更多
关键词 季节冻土 路基工程 合理高度 阴阳坡 河西走廊
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季节性冻土区路基高边坡变形多因素时变预测模型 被引量:6
16
作者 崔凯 秦晓同 荆祥 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1109-1114,共6页
为了研究季节性冻土区路基在各种影响因素作用下的运营质量,本文对路基高边坡进行沉降变形预测研究。鉴于当前路基变形各种预测模型均有其适用范围,总体预测波动性较大,精度较低,提出了一种基于支持向量机的季节性冻土区路基高边坡变形... 为了研究季节性冻土区路基在各种影响因素作用下的运营质量,本文对路基高边坡进行沉降变形预测研究。鉴于当前路基变形各种预测模型均有其适用范围,总体预测波动性较大,精度较低,提出了一种基于支持向量机的季节性冻土区路基高边坡变形多因素时变预测模型。依托季节性冻土区路基观测系统,在分析相关监测数据的基础上,对季节性冻土区路基高边坡变形特征及其热稳定性影响因素进行分析,并总结主要因素对高边坡路基变形的影响规律。借助该周期性变化规律采用支持向量机理论构建了变形多因素时变预测模型。实验结果表明:本文模型在预测精度上较当前预测模型在预测精度上有所提高,可为岩土工程建设提供重要的参考依据。 展开更多
关键词 季节性 冻土区 路基 高边坡变形 多因素 监测数据 时变预测 支持向量机理论
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短时冻区冰雪消融对残积土坡非平衡渗流与稳定性作用机理分析 被引量:5
17
作者 阙云 邓翔宇 陈嘉 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期73-83,共11页
为揭示短时冻区冰雪消融对残积土坡非平衡渗流与稳定性作用机理,分别基于非饱和渗流模型与非平衡流模型,分析福建省冰雪消融诱发某一边坡的失稳原因,并研究不同大孔隙直径、间距、弯曲率及长度对考虑非平衡流的边坡水分场与安全系数的... 为揭示短时冻区冰雪消融对残积土坡非平衡渗流与稳定性作用机理,分别基于非饱和渗流模型与非平衡流模型,分析福建省冰雪消融诱发某一边坡的失稳原因,并研究不同大孔隙直径、间距、弯曲率及长度对考虑非平衡流的边坡水分场与安全系数的影响规律。结果表明:非平衡渗流相比于非饱和渗流对于边坡稳定性的影响明显更大,采用非平衡流理论可合理解释冰雪消融条件诱发残积土边坡失稳机理;增大大孔隙直径可增大大孔隙域与周围基质域的水分交换量,减缓水流的优先传导作用并使孔隙水压力增长,从而使边坡稳定性降低;增加大孔隙长度,延长了水分的传导路径,削弱大孔隙域内水分的积累效果,对于边坡安全系数有一定影响;增加大孔隙弯曲率对于基质域含水率及边坡安全系数影响很小,可忽略不计。边坡安全系数与大孔隙间距之间存在安全系数最小的临界间距,间距过大导致大孔隙群的优先流效应无法发挥;间距过小导致大孔隙间非平衡流相互叠加与干扰,削弱大孔隙对于深处孔隙水压力的影响。因此,对于短时冻区冰雪消融诱发含大孔隙边坡的失稳问题,应考虑非平衡流的影响,尤其是大孔隙间距与长度的影响。 展开更多
关键词 残积土坡 短时冻区 冰雪消融 非平衡流 稳定性
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渠道高边坡深层排水锚固抗冻融防护技术研究 被引量:2
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作者 陈永明 张晓辉 李铁 《吉林水利》 2018年第10期37-42,46,共7页
受季节冻土区的影响,灌区渠道边坡尤其是大型挖方渠道高边坡普遍存在大面积冻融坍塌破坏问题,且这种破坏基本由渠道边坡土壤排水不畅所致。本文通过对季节冻土区渠道冻融滑坡破坏的机理分析,研究提出了渠道高边坡深层排水锚固抗冻融防... 受季节冻土区的影响,灌区渠道边坡尤其是大型挖方渠道高边坡普遍存在大面积冻融坍塌破坏问题,且这种破坏基本由渠道边坡土壤排水不畅所致。本文通过对季节冻土区渠道冻融滑坡破坏的机理分析,研究提出了渠道高边坡深层排水锚固抗冻融防护型式。该防护型式起到了排水与锚固的双重作用,具有工程造价低、施工简单等特点,为季节冻土区高边坡渠道防护提出了新的思路和方法。 展开更多
关键词 季节冻土区 高边坡 冻融滑坡 深层排水锚固
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短时气温冻融周期内土坡浅层的水热状况分析 被引量:2
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作者 阙云 陈晓鹏 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期1630-1638,共9页
为揭示短时冻融周期内土坡浅层的水热状况特征,选取典型短时冻土区域,采用现场气象监测与数值模拟相结合的技术手段对短时气温冻融周期内土坡浅层水热状况进行分析。结果表明:在3个月冻期总持续时间内,共有18次气温冻融周期,其中16次为... 为揭示短时冻融周期内土坡浅层的水热状况特征,选取典型短时冻土区域,采用现场气象监测与数值模拟相结合的技术手段对短时气温冻融周期内土坡浅层水热状况进行分析。结果表明:在3个月冻期总持续时间内,共有18次气温冻融周期,其中16次为1 d气温冻融周期,1次为2 d气温冻融周期,1次为6 d气温冻融周期。气温冻融周期内最低气温为-4.4℃,最高气温为10.8℃;日辐射峰值范围为41~827 W/m^2;平均风速为3.5~3.7 m/s;大气中水汽接近饱和状态。6 d与1 d气温冻融周期内土壤最大冻结时间分别为32 h与5 h,最大冻深分别为10 cm与5 cm,土壤含冰率分别为0.16与0.14,短时冻区应重点关注边坡浅层10 cm以内土壤强度的冻融损伤。1 d气温冻融周期内,土壤冻结时段一般为3∶00—8∶00之间。土壤冻结的开始时刻取决于最低气温,而土壤冻结持续时间取决于太阳辐射高低,若土壤冻结时间与太阳辐射时间相重叠或者气温处于土壤冻结温度以下的持续时间小于1.5 h,边坡土壤不易冻结。因此,同一边坡的阳面与阴面在土壤冻结开始时刻与冻结持续时间存在较大差异。 展开更多
关键词 短时冻区 气温冻融周期 土坡 数值模拟 水热状况
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黑龙江省多年冻土区路基病害形成机理
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作者 王锐 于晓坤 王者 《山西建筑》 2017年第16期148-149,共2页
以黑龙江省冻土区公路工程为例,对纵向开裂、路基融沉、边坡冻融松散、冻胀和冰丘等常见病害进行了机理分析,旨在为黑龙江省多年冻土地区道路的养护与维修提供理论参考。
关键词 冻土地区 病害机理 路堤边坡
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