冻结深度
- 考虑辐照影响的寒区堤防冻深预测模型试验研究
，其最大季节冻结深度均可达1 m以上[1]。季节更替导致土体温度变化，进而引起寒区冻土冻结深度的季节性改变，土层产生沉降，致使堤岸崩塌破环[2]。在冻土区修建建筑物，须保证其能够承受由于融沉作用产生的一定程度上的变形。在堤防工程设计中，冻土冻结深度是设计阶段必须要考虑的基础性重要指标[3]。因此，根据当地获得的气象条件，预测冻土活动层厚度或者冻结深度变化情况，为当地水工建筑物的设计提供理论依据是确有必要的。季节性冻土的冻结深度受温度、土体含水量、土质等多种
水利学报 2023年9期2023-10-17
- 气候变暖背景下青海三江源区季节冻土冻融特征研究
冻土最大季节冻结深度变化的成因十分复杂，气候因素、地形因素和人为活动等均可对季节冻结深度产生影响，其中气候因素影响较大。受气候变暖影响，季节冻土厚度不断变浅，多年冻土层变薄甚至消失［6-7］。近50 年来，中国地表气温升高了1.1 ℃，增温速率明显高于全球或北半球同期的增温速率［8］。IPCC 第六次报告（AR6）指出，气候变暖的速度正在加快，尤其是全球地表平均温度的上升速率十分明显［9］。在受气候变化影响的各圈层中，冰冻圈首当其冲，是对气候系统的反馈作用
冰川冻土 2023年4期2023-10-05
- 寒区隧道冻结特性及冻结深度预测
度场和围岩的冻结深度有关。围岩的最大冻结深度是影响冻胀力的重要因素,同时也是防排水设施埋设深度的重要依据[1]。夏才初等[1]以准稳态假设为基础,利用积分方法推导了在考虑衬砌、保温层和冻结围岩中未冻水含量情况下的最大冻结深度解析表达式。张晨曦等[2]对20座隧道的温度场进行了数值模拟,结果表明,随着地表温度和洞外气温的上升,隧道的径向冻结深度逐渐减小。丁云飞等[3]通过数值仿真得出隧道入口段冻结深度与冻结时间和外界温度密切相关的结论,冻结时间越长冻结深度越
隧道建设(中英文) 2023年8期2023-09-15
- 寒区铁路隧道温度场分布规律研究
够减小围岩的冻结深度，但在一定年限后其效果有限。高焱等[2]通过控制变量的分析方法研究了自然风速和岩温等因素对围岩温度的影响规律。王仁远,王开运等[3-4]通过正交试验对寒区隧道温度场的影响因素进行分析，并将其划分为主要和次要的影响因素。王群等[5]对温度场进行反演计算分析，并将计算结果与现场实测数据进行比较，发现二者吻合度较高。张玉伟[6]等通过现场实测和推导得到了围岩温度场时空分布规律。王仁远等[7]基于数值计算对温度场的分布特征和变化趋势进行分析，研
北方交通 2023年2期2023-02-28
- 西部白垩系地层冻结设计基本参数的选取
副井及风井，冻结深度最深为802 m，立井冻结工程详见表1。表1 西部白垩系地层立井冻结工程统计Table 1 Statistics of shaft freezing engineering of the Cretaceous strata of Western China3 冻结设计基本参数的选取3.1 冻结壁厚度的选取冻结壁是冻结法凿井的中心环节，是岩层冷冻效果的集中体现。针对以上冻结工程，冻结壁厚度与冻结深度的关系如图1所示。图1 冻结壁厚度与冻结
煤炭与化工 2022年11期2023-01-11
- 极限平衡理论下寒区危岩稳定性及关键参数研究现状
力、未贯通段冻结深度和未冻深度，后者包括岩石内摩擦角、黏聚力和抗拉强度。2.1 贯通段结构面冻胀力研究HUANG 等认为孔隙水冻结引起的冻胀压力是导致岩石破坏的主要原因，为了研究冻融循环作用下岩石冻胀力的长期特性，提出了一种新的弹塑性模型用于估算冻结过程和解冻过程中冻胀压力的发展趋势，进而得出冻胀压力随冻融作用的变化关系[19]。乔趁等对高寒地区锁固段边坡的3 种不同岩桥角度的岩石开展冻胀力分析，发现冻胀力的变化过程包括衍生阶段、陡升阶段、跌落阶段、平稳阶
有色金属科学与工程 2022年4期2022-09-01
- 秸秆加筋粉土的冻胀特性研究
却温度下粉土冻结深度曲线和冻胀变形曲线。从图2（a）可以看出，当顶端冷却温度一定时，土样的冻结深度随冻结时间先增加，至某一深度后逐渐稳定；随顶端冷却温度的降低，土样冻结速率逐渐增大，最大冻结深度也增加，但冻结稳定时间减小。从图2（b）可以看出，土样的冻胀量随冻结时间的增长而不断增大，最终趋于稳定；不同顶端冷却温度下，总冻胀量随温度的升高而增大，即-3 ℃、-5 ℃和-10 ℃土样的总冻胀量分别为5.99 mm、3.46 mm 和2.23 mm，计算得到的冻
冰川冻土 2022年1期2022-06-19
- 严寒地区牡佳高速铁路路基冻胀特性研究
层冻胀变形与冻结深度的关系，分析了冻胀率随冻结深度的变化规律，提出了抑制冻胀发展的措施。张正义［8］以沈丹客专为背景，系统研究了严寒地区山区高速铁路路基防冻胀技术措施，得出合理的防冻胀措施可以有效控制冻胀变形发展。综上所述，季节性冻土区高速铁路路基冻胀是存在的，但采取适当的措施可以有效抑制冻胀变形的发展。牡佳高速铁路位于黑龙江省东部，全线处于严寒地区，线路长度374.744 km，路基176.079 km，占线路全长的47.5%。路基处于季节性冻土区，易发
铁道建筑 2022年3期2022-04-07
- 季节性冻土地区公路路基设计要点
。基于此，在冻结深度内将岩石作为填料能起到减小或彻底消除冻胀性的作用。如果填料中细粒土的实际含量超过15%，则必定发生冻胀。因此在冻结区内必须对填料中细粒土实际含量予以严格控制；若路堑段内的冻结区含有冻胀土，则需将其挖除，并采用非冻胀土进行换填[1]。1.2 水的影响这方面主要体现在发生冻结前土体实际含水量和冻结过程中水分补给。当土体实际含水量达到界限值时，土体开始冻胀，并伴随含水量不断增加，冻胀率变大。土体冻胀性和地下水之间的关系取决于毛细水高度，如果地
交通建设与管理 2022年6期2022-03-23
- 小型水库放水涵洞衬砌保温层设置数值模拟研究
洞周边土体的冻结深度进行模拟计算。从计算结果中提取拱腰部位的冻结深度，结果见表2。表2 不同保温层材料冻结深度和材料成本 单位：m由表2中的计算结果可以看出，不同材料的保温效果存在明显的差异。其中，影响最小的拱脚部位，各种保温材料的冻结深度相差不大，基本都在0.6m左右。究其原因，由于除险加固的衬砌结构施工主要在拱腰和拱顶部位，拱脚和底板部位没有铺设保温层，因此保温层对拱脚部位冻结深度的影响较小。从拱腰和拱顶的冻深计算结果来看，保温材料对计算结果的影响较为
水利技术监督 2022年2期2022-03-09
- 西成铁路寒区主要隧道温度场及防寒设计分析
℃，最大季节冻结深度80～143 cm。沿线主要隧道所在位置风速风向统计数据如表1所示。表1 沿线主要城市风速风向总计表2 寒区隧道温度场计算模型及验证2.1 计算模型的建立及参数设置(1)选取红房子隧道[1]作为计算验证原型，采用Ansys Fluent软件建立三维隧道温度场模型。通过ICEM CFD对模型进行结构网格划分，在x、y方向取20 m，z方向取红房子隧道实际长度6 473 m。模型共划分768 000个单元。隧道网格模型如图1所示。图1 隧道
科学技术与工程 2022年3期2022-02-25
- 西宁至成都铁路隧道防寒设计方案
断面处的围岩冻结深度无实测资料时可按下式计算:式中，Zs(x)为隧道设计断面x处的围岩冻结深度；x为隧道设计断面距洞口的距离；Kλ为围岩类别对冻结深度的影响系数，一般粉质黏土、粉质土取1.0，砂类土、碎石土取1.1～1.3，岩石取1.3～2.0；Z0为隧道所在地区的标准冻结深度(m)；t(x)为隧道设计断面处的最冷月平均气温(℃)，根据隧道沿进深温度梯度推算，无资料时隧道中点至洞口段温度梯度可按0.1℃/10 m考虑。根据式(1)，选取西宁成都线典型气象特
铁道建筑技术 2021年11期2021-12-10
- 大通县季节性冻土深度变化及影响因子分析
度变薄，最大冻结深度减小[7]。冻土深度变化与气象各要素有着紧密联系，土壤的冻结与封冻过程与气温、地温等要素的高低变化有着密切的关系。因此，研究本地气候变化特征及对深层地温和冻土深度的影响，在明确季节冻土冻结深度变化规律的基础上，进行影响因子分析也尤为重要，冬季温度变化直接影响冻土深度变化，而土壤冻结和解冻的早晚影响作物播种和牧草返青的推迟或提前，进而影响当年农作物发育期和产量，对合理利用气候资源，针对性的指导农业生产和农业气象服务有一定的帮助。1 资料与
青海草业 2021年4期2021-11-20
- 高寒冻融区高速铁路路堑工程温度场特性分析
节性冻土标准冻结深度的确定方法［1］，提出了季节性冻土的工程分类方法［2-5］，探索了冻胀量沿冻结深度的分布。叶阳升等［6］对铁路路基填料防冻胀特性进行了全面的研究，建议在冻土区设置路基防冻层，并提出了防冻层填料细粒土含量的限值。上述研究大多是针对季节性冻土区普通铁路的。普通铁路行车速度慢，对变形限值较宽松，发生冻害时可以利用行车间隔进行维修养护。但是，目前我国高速铁路进入跨越式发展阶段，对路基的沉降变形限制非常严格，要求路基工后沉降不超过15 mm，过渡
铁道建筑 2021年9期2021-10-14
- 季节性冻土区黏土冻结深度预测
4]都涉及了冻结深度，由此可见冻结深度在季节性冻土区工程建设的重要性。影响季节性冻土冻结深度的因素很多，从空间来看，季节性冻土的冻结深度与海拔、纬度密切相关[5-6]，这是因为不同海拔和纬度地区的气温和地温不同[5，7]。在冻结深度预测计算中，冻结深度与冻结负温、冻结时间、积温等气温参数[8-10]直接相关。土的性质、含水量、辐射、植被、积雪等是影响冻结深度的关键因素[8，11-14]。冻结深度是季节性冻土区工程建设中防冻胀设计的关键参数之一，大量学者开展
科学技术与工程 2021年13期2021-06-24
- 基于临海第四系冻结孔布置研究分析
物岩段较浅，冻结深度不大。(2) 第四系上部以砂土为主，渗透性强，孔隙水与海水具有水力联系，受潮汐、海浪和海流的影响较大；竖井200 m范围内有多家水产养殖户，生产抽吸用水量大。受这些因素的影响，井筒周围的水位及水量波动巨大。(3) 冻结层结冰温度-5 ℃左右，较常规地层低，冻结布孔时需给予足够重视。3 冻结方案3.1 冻结方案确定原则为了实现冻结壁快速交圈，保证井筒的安全掘砌，冻结方案应遵循下述原则：(1) 将冻结方案设计视为井筒冻结与掘砌工程的重要组成
中国矿山工程 2021年2期2021-05-17
- 季冻区浅挖路基水热耦合分析
达到季节最大冻结深度，此时冻深为1.80m。可以发现冻结深度的发展与气温变化并不一致。这是因为温度的传递存在滞后性，表面温度传递到路基下部需要一个时间，因此当路基表面温度达到最低值时，冻结深度还未达到最大。3.3.2 路基水分场分析水分场的模拟主要目的是分析固态冰的分布规律和路基的冻胀变形。不同月份路肩处水分场随深度变化规律参见图5。根据模拟结果可知，冻结深度范围内有固态冰分布，冻结深度以下没有固态冰。随着气温的不断下降，冻结锋线也在不断下移，但到了4 月
内蒙古公路与运输 2021年2期2021-05-04
- 季冻区破碎围岩隧道冻胀力计算方法及工程应用
组成，当隧道冻结深度小于风化层厚度时，只考虑风化层冻胀；当隧道冻结深度大于风化层厚度时，则考虑风化层与扰动层共同冻胀.设风化层冻结后产生的冻胀力为P1，扰动层冻结后产生的冻胀力为P2，且假设同一层的冻胀力在空间中各向作用相等，最终作用于衬砌的冻胀力为P.当风化层发生冻胀时，风化层与衬砌接触面产生的位移Δ1为(1)式中，K1为衬砌当量弹性抗力系数.风化层与扰动层接触面产生的位移Δ2为(2)式中，K3为扰动层围岩弹性抗力系数.设隧道纵向长度取单位长度，则风化层
东南大学学报（自然科学版） 2021年2期2021-04-20
- 东北地区地温和冻结深度时空特征的细化分析
影响着冻土的冻结深度和分布范围［2］，同时冻土变化又反作用于生态与气候系统［3］。东北地区全境为冻土区，除大小兴安岭北部区域为多年冻土区外，其余绝大部分为季节冻土区［4］。东北地区不仅是中国重要的商品粮生产基地，也有着多样的生态系统和重要的涉及冻土的工程，比如中俄输油管道［5］、高纬高速铁路［6］工程等，使得东北地区地温、冻土的研究受到了大量关注。IPCC第五次评估报告指出，1980—2012 年全球地表平均温度上升了0.85 ℃［7］，东北的多年冻土区增
冰川冻土 2021年6期2021-02-14
- 挤塑聚苯板对混凝土衬砌渠道防冻性能的影响
0 d，平均冻结深度约为44.91 cm；随时间变化，渠道平均最大冻结深度大约为64.15 cm。可见对于环境温度而言，冻结深度的发展存在滞后效应，随气温变化渠基土表现为中间温度低于0 ℃，上部和下部温度大于0 ℃。渠基土上边界温度变化与环境温度变化的曲线大致吻合，外部环境温度变化使得空白组渠基土发生冻融循环，在冻融和渗漏的交替作用下，产生裂缝的衬砌板极易加剧冻胀损害。图2 空白组冻深随时间的变化曲线试验组组渠道模型瞬态温度场计算结果，如图 3 所示，环境
水利科学与寒区工程 2020年6期2020-12-28
- 建设期与运营期铁路路基冻胀的特征
了冻胀变形与冻结深度的关系。赵富军［5］系统总结了哈大高速铁路的冻胀特征及防治措施。赵国堂等［6］分析了哈大高速铁路路基冻胀及冻融前后轨道不平顺变化规律。杜晓燕等［7］分析了大西高速铁路的冻胀成因及特征并提出了综合整治方案。苗祺等［8］总结了我国季节性冻土区高速铁路路基冻胀特点、影响因素、防冻害措施以及其适用性。赵世运等［9］基于相似理论开展了不同细粉含量、含水量及水泥掺量的级配碎石的冻胀特性研究。高速铁路路基的稳定性和服役性能是随着时间变化而动态变化的。
铁道建筑 2020年11期2020-12-07
- 1974—2016年河北省最大冻土深度及其与温度的关系
节性冻土最大冻结深度对年均气温的响应比年降水量更显著[9]。河北省地貌复杂多样，高原、山地、丘陵、盆地、平原类型齐全，以往有研究对河北省冻土分布特点或部分地区的地温、气温进行过分析[14,19-21]，本文针对1974—2016年河北省季节性冻土最大冻结深度的时空分布特征及其对气温和地表温度的响应进行研究，以期为农业生产和经济建设提供科学的参考依据。1 资料与方法1.1 研究区概况河北省位于华北地区，界于36°05′N—42°40′N，113°27′E—1
干旱气象 2020年3期2020-07-06
- 季节冻土区公路隧道三维温度场时空分布规律
并推导了围岩冻结深度随隧道进深和时间的变化规律。通过测试结果分析，建立了三维温度场数学模型，模型可以预测温度场的时空变化特征，研究结果可为寒区隧道保温设计提供依据，也为进一步研究冻胀力提供了基础。1 现场测试分析1.1 工程概况某寒区公路隧道位于川西高原，海拔高程4 200 m 左右，隧道长度2 745 m，为单洞双车道的二级公路隧道，隧道断面净空尺寸(宽×高)为 9 m×5 m。隧址区属于青藏高原气候，夏季温和，冬季寒冷，极端高温超过30 ℃，极端低温低
公路交通科技 2020年4期2020-05-19
- 季节冻土地区高速铁路路基设计
沿线土壤最大冻结深度0.8 m，设计主要对路基基床表层级配碎石的细颗粒含量提出了要求：颗粒粒径d≤0.075 mm含量不大于5.0%(重量比)；压实后颗粒粒径d≤0.075 mm含量不大于7.0%[1]。开通运营后未发生影响轨道平顺性的冻胀变形。2012年2月，哈大高速铁路建设过程中，轨检发现有4处平顺性超标较为严重，路基冻胀问题随之获得广泛关注，气象资料表明，超标严重的4处路基地段，土壤最大冻结深度为0.93～1.06 m。当时在建的盘营、沈丹、哈齐等高
高速铁路技术 2020年2期2020-05-08
- 高寒地区输水渠道防冻优化设计研究
大。2.3 冻结深度分析对不同保温层厚度情况下，土体内的最大冻结深度进行分析(见图5)。图5 不同保温层厚度最大冻结深度变化曲线根据图5可知，随着保温层厚度的增加，土体的最大冻结深度先逐渐减小然后趋于稳定。保温层厚度为0、2 cm、4 cm、6 cm、8 cm、10 cm时对应的冻结深度分别为：125 cm、60 cm、8 cm、0、0、0；冻结深度的消减率分别为：0、52%、93.6%、100%、100%、100%。2.4 冻胀量分析对保温层厚度是0、2
广东水利水电 2020年3期2020-04-14
- 季节性冻土地区铁路路基冻结深度变化规律研究
防冻胀设计中冻结深度是主要指标之一。因此对冻结深度的预测十分重要。目前日本、德国、法国主要采用冻结指数来确定土体冻结深度，中国公路也采用这一方法，而在高速铁路路基设计方面并未有明确规定。许多学者对于冻结深度的预测进行了大量的研究。闫宏业等［2］通过分析哈大铁路的监测结果研究了其冻结深度发展规律，提出了用指数函数拟合冻结深度与冻结指数之间的函数关系。王仲锦等［3］针对寒区路基工程分析了国内外常见的冻结深度计算公式，对比现场实测值和有限元计算值提出了改进Ber
铁道建筑 2020年1期2020-02-24
- 西藏自治区季节冻土区最大冻结深度及动态变化特征研究
季节冻土最大冻结深度是大气和土体综合作用的结果，主要受气温、地形、岩性、含水量、雪盖、植被、水体等因素的影响。不仅直接影响迁移水量、冻胀量和冻胀率等冻土重要参数变化，也是建筑工程设计、施工必不可缺的数据。前人针对西藏季节冻土最大冻结深度研究，集中分析西藏年、季平均地温变化趋势和异常年份，地温与气温的突变关系;利用最大冻土深度和土壤解冻日期研究西藏季节性冻土的年际和年代际变化特征;预估未来50 a和100 a 最大冻土深度变化。针对西藏地区季节冻土最大冻结深
四川地质学报 2019年4期2020-01-10
- 寒区隧道洞口保温段设置长度统计分析
孔。围岩径向冻结深度与孔口温度的关系见图5。可以看出：当孔口温度T≥-5.0 ℃时，围岩冻结深度在0.1～1.5 m；当-12.5 ℃＜T＜ -5.0 ℃时围岩冻结深度在0.3～2.8 m；当T≤ -12.5 ℃时围岩冻结深度在0.8～2.8 m。图5 围岩径向冻结深度与孔口温度的关系围岩径向冻结深度与距洞口距离的关系见图6。可以看出：①距隧道洞口越近冻结深度越大，对冻结深度上限值进行拟合，得到围岩径向冻结深度h与距洞口距离D的关系式为h= 12.45D-
铁道建筑 2019年12期2020-01-02
- 基于EPS颗粒保温垫层的季冻区渠道冻胀特性分析
上升，其最大冻结深度明显减小，冻胀临界温度即0℃温度线明显上升，说明EPS材料能显著起到保温作用，减小U型槽底部土体的冻结深度，且随着EPS含量的增加，渠底温度明显升高。未添加EPS颗粒时，渠道两侧存在最低温度集中分布区域，区域面积较大，土地的冻胀变形将对渠道两侧产生严重危害，当渠底增加EPS垫层后，其最大冻结深度对应的温度场存在分层增加的变化变化趋势，最低温度分布的趋势明显减小，说明EPS不仅能减小渠底土体冻结深度，同时可减小渠道两侧最低温度的分布面积，
陕西水利 2019年11期2019-12-19
- 丹大铁路路基冻害原因分析及整治对策
层底面以下至冻结深度范围内填筑非冻胀性A、B组填料（细颗粒含量小于15%）。沿线季节性冻土层厚0.88～1.20 m。丹大铁路历年冻害情况见表1。可知，2015—2016年冻害59 处（涵顶53 处，占比90%），最大冻胀量15 mm。因丹大铁路开通时已入冬，加之初期部分地段路基不稳定，故未统计完全，冻害数量偏少。2016—2017年冻害203 处（涵顶146 处，占比72%），最大冻胀量25 mm；2017—2018年冻害134 处（涵顶87 处，占比6
铁道建筑 2019年9期2019-10-18
- 高寒高海拔冻土区渠道防护技术研究
衬砌下土体的冻结深度发展过程进行分析如图8所示。图8 不同衬砌下土体冻结深度发展过程线根据图8可知，三种防护装置下土体的冻结深度曲线变化趋势基本一致。雷诺护垫衬砌下土体冻结深度最大，为33.74cm，最大冻结深度出现的时间最晚，为205h。混凝土铰接块的冻结深度深度和时间均处于两者之间，最大冻结深度和经历时间分别为27.5cm、198h。复合型防护板的最大冻结深度最小，数值为24.1cm，历时最短，出现在168h时。虽然复合型防护板衬砌下土体的最大冻结深度
水利技术监督 2019年4期2019-08-08
- 川藏铁路季节性粗颗粒冻土边坡水热过程模拟
的分布特征、冻结深度及其影响因素。研究结果表明：积雪消融入渗改变季节性粗颗粒冻土的水分场，地表可形成最大0.8 m的暂态饱和区。水分场的动态变化提高了热传递速度，增强了冻结能力，边坡冻结深度增大60%，冻结速率增大30%，融化速率增大200%。地下水热对流作用抑制土体冻结，加速土体融化，其中坡脚地下水出露边坡的冻融深度为地下水深埋边坡的63%，冻结速率为79%，融化速率增大1倍。川藏铁路新都桥地区季节性粗颗粒冻土边坡的冻结深度为1.0 m，最大可达到1.9
铁道科学与工程学报 2019年6期2019-07-18
- 寒区隧道底面冻结深度及防排水结构分析
，而隧道底面冻结深度是防排水结构设置的关键，本文基于“一维热传导”理论建立了隧道底层温度的求解公式，并对寒区隧道防排水结构进行了探讨，研究结果有利于控制和防止隧道冻害问题的发生。一、地面冻结深度微分方程求解本文基于“一维热传导”理论对隧址区地温分布进行求解，地温u=u(h,t)为深度h和时间t的函数，其中，h向下为正，并忽略地层中水等因素的影响，假定地温符合导温系数α的热传导微分控制方程，其边界条件和初始条件分别为：地表温度为隧址区大气温度Tm(x)；地层
中国公路 2019年12期2019-07-10
- XPS保温板在高速铁路路基结构防冻胀措施中的应用
%，土壤最大冻结深度为191 cm。每年从10月底开始冻结，次年4～5月全部融化，历时长达5～6个月。1.4 试验段设计情况选择DK115+373～DK115+603作为试验段，分别换填厚1.0 m、1.8 m、2.3 m的非冻胀性A，B组填料(见图2)，然后按设计要求填筑压实，分别布设地温计及含水量计，测试路基断面温度场、含水量及水分迁移规律。在路肩两侧分别布置冻胀计，用来对比研究各防冻胀措施的效果。图2 试验段落防冻胀措施设计2 试验结果分析2.1 1
铁道勘察 2019年3期2019-05-27
- 兰新高铁甘青段路基冻胀自动监测及分析研究
分析4.1 冻结深度发展过程K2005+948和K2007+908两个监测断面相距不足2 km，具有接近相同的微气象条件，该两个监测断面2015年～2016年和2016年～2017年两个冻结期冻结深度发展情况分别详述如下。(1)K2005+948断面2015年10月26日，地表开始出现负温，直到2015年11月4日，地表基本是“夜冻昼消”，持续时间10d左右；从2015年11月5日开始，冻结深度快速增加，直至2016年3月28日，冻结深度达到最大值377
铁道标准设计 2019年5期2019-04-24
- 兰新高速铁路高寒地段路基温度场数值模拟分析
胀填料，但在冻结深度较大的条件下路基仍会产生较大的冻胀量，造成轨面不平顺，将影响线路安全、列车正常运营。因此掌握季节性冻土区路基冻结深度，对路基冻害的防治尤为重要。目前，通过实测和数值模拟的方法对冻土区的路基温度场已经有了一定的研究。牛富俊等[2]对兰新高速铁路浩门至大梁区间运营期间路基断面不同深度的温度进行监测，分析在冻结期路基不同深度下的温度场季节变化规律。张玉芝等[3]、韩春鹏等[4]、司剑锋[5]等通过实测的方法对不同地区位于季节性冻土区/多年冻土
铁道标准设计 2019年5期2019-04-24
- 寒区高速铁路路基混凝土基床试验研究
长，土壤最大冻结深度超过2.0m，受地表气温季节变化影响，呈周期性冻结和融化，属于典型的季节性冻土环境。季节性冻土区高速铁路运营过程中面临着抗冻防寒等问题，合理的路基基床防冻胀结构设计是预防路基冻胀的关键。文献[1]分析了哈大高速铁路混凝土基床试验段的冻胀及冻胀变形发展情况，文献[2-5]阐述了哈大高速铁路的冻胀情况及机理。为更好地解决寒区高速铁路路基冻胀问题，我国采取了一系列防冻胀措施[6-9]。京沈客运专线采用的是混凝土基床结构，在基床范围内使用混凝土
铁道建筑 2019年2期2019-03-04
- 季节性冻土地区高速铁路路基保温技术试验研究
-7]，即在冻结深度内填筑非冻胀土或混凝土，路基表面采用封闭防水措施，基本解决了大部分季节性冻土地区的高速铁路冻胀问题。但冻结深度内全部采用优良的抗冻胀填料或混凝土基床，增加了工程成本。目前，有砟轨道铺设保温层被认为是一种有效的防冻胀措施，可有效降低或消除路基冻胀，已在有砟轨道中得以成功应用[8-15]。在季节性冻土地区高速铁路无砟轨道路基采用保温基床结构，可在减小冻结深度的同时，降低冻结深度以下填料的标准，有效提高路基工程的技术经济性。对于地下水位较高的
铁道建筑 2019年2期2019-03-04
- 冷板冻结物理模拟试验研究*
发展速度快，冻结深度深。未在混凝土板表面布置测点，故界面温度曲线起始点为混凝土板中部测点，即K点，下同。界面温度变化曲线，形式上可看作对数曲线上的一部分线段。3.3 双排冷板间距140 mm冻结温度场分析本组试验(C组)冷板外壁温度如图11所示。2支冷板外壁温度冻结2 h后分别降至-20.1℃和-20.8℃，冻结中后期在-22℃左右波动。图11 C组冷板外壁温度变化曲线Fig.11 Change curve of the wall temperature
中国安全生产科学技术 2018年8期2018-09-04
- 苯板在衬砌渠道中的应用探讨
试验主要进行冻结深度与地温2种数据的观测。在两侧边坡中部和渠底各设置1处观测点，每10 d观测记录1次。其中冻结深度采用冻土器进行观测；地温采用自制式地温观测设备进行观测，且观测记录埋入深度为40 cm和80 cm两处的分层地温值。5 观测数据分析5.1 冻结深度观测通过3个冻融周期的观测，取得各结构的冻结深度最大值，见表2。表2 各结构冻深最大值cm表2中反映了不同渠道走向及不同坡向最大冻结深度的差异情况。综合3年的观测数据分析得出：苯板可有效地削减冻结
东北水利水电 2018年6期2018-06-27
- 哈齐客专涵洞冻胀监测方案探讨
受的冻胀力、冻结深度在涵洞洞内的轴向分布以及涵洞基底以下土体的冻胀位移等四个方面。具体监测方案如下：（1）涵洞整体竖向位移测量涵洞施工期间已经预埋的沉降观测标见图1，要求结合沉降观测进行人工测量。图1 涵洞人工监测布置图（单位：mm）冻胀监测期间涵洞竖向位移观测频次，无砟轨道铺设前为1周1次，无砟轨道铺设后为2周1次。（2）涵洞翼墙及基础冻胀变形测量在涵洞一侧出口处，端部翼墙及基础内侧地面以下部分粘贴应变计。每座涵洞共布置1处，与地温计在同一侧。应变测量采
城市道桥与防洪 2018年4期2018-05-04
- 季冻区组合冷阻层应用表现的数值评价
所减少路基的冻结深度为标准，给出保温板厚度设计公式如下：(1)式中：d为保温板的厚度；K为修正系数，0.3～0.5；Δh为目标减少的冻结深度；λ0、λ1分别为路基土和保温材料的导热系数。根据资料[15-17]对东北地区道路冻结深度的调查，自然冻结深度约为93～309 cm，长春地区约为169～250 cm。考虑道路结构层厚度，减少冻结深度Δh为90～170 cm。保温材料的实际保温效果为其导热系数和修正系数的乘积，设计中根据最不利原则设计XPS的厚度，选用
吉林大学学报（工学版） 2018年1期2018-03-10
- 季节冻土区高速公路路基含水状况与冻害情况分析
土膨胀的路面冻结深度，此后结合这一冻结深度，明确不会引起路面产生冻胀破坏的置换深度。其中冻结深度主要是以冻前的路表面作为基础。其中路面冻结深度主要是由影响冻胀的主要因素而决定的。此外，还需针对日照条件、路面结构、路面上存在的积雪等进行分析。对冻结深度进行计算，可以结合当地气温资料，通过计算进行确定，但是针对高速公路等方面的重要路面结构来说，当冻结达到最为严重的时候，进行测试，进而明确冻结深度。在一些积雪寒冷的地区，对路面置换深度进行确定。在置换法当中，确定
建材与装饰 2018年39期2018-02-14
- 寒区高速铁路路基冻胀数值模型及防冻胀措施
的冻胀变形与冻结深度的变化曲线。由图3可知，各测点冻胀变化的趋势相同。通过铺设级配碎石时基床表层冻胀值与未铺设级配碎石时基床表层冻胀值的对比可知，冻结初期，铺设了级配碎石层的路基冻胀量较大，其原因是其级配碎石层阻止了基床表层原位水与迁移水的蒸发，水分集聚在级配碎石基床表层以下的土体中并冻结成冰，路基达到一定冻结深度(0.3～0.7 m)，浅层土含冰量较大，进而引起基床表层冻胀增大，路基浅层发生第1次跳跃。随后，路基冻结深度增大，基床表层的冻胀变形也缓慢增大
中国铁道科学 2017年3期2017-04-10
- 人工冻结粉质粘土正冻过程中水分迁移室内试验研究
温度差对试样冻结深度的影响最为明显,温度差越大水分迁移量越大。但就含冰(水)量峰值而言,温度差较小时峰值较大。干密度较小时水分迁移量较明显,含冰(水)量峰值较大。当初始含水率小于液限时,初始含水率越大,水分迁移量也越大。粉质粘土;冻结;水分迁移;试验研究我国冻土面积分布广泛,同时冻土区又蕴藏着丰富的土地、矿产、森林、畜牧业等资源。随着我国工程建设的蓬勃兴起以及西部大开发战略的实施,在寒区修建的建筑、铁路、公路、防灾减灾工程、电力工程等基础设施越来越多,不可
甘肃科学学报 2016年6期2016-12-16
- 季节性冻土区高速铁路路基防冻胀设计优化
的辨识、路基冻结深度的选取与修正、级配碎石掺水泥的冻胀特性、既有路基防排水结构的优劣等问题进行了探讨，从工程应用方面提出了建议。季节性冻土区;高速铁路;路基冻胀;设计优化1 概述根据季节性冻土区公路、普速铁路等工程建设经验和研究结果，在负温条件下路基会出现不同程度的冻胀变形，幅值一般在10～30 cm，甚至可超过40 cm。这些变形是由于:①路基冻结深度范围内孔隙水冻结成冰，体积发生膨胀(膨胀系数为9%);②在降温冻结深入的过程中，下部未冻土层中的水分源源
铁道建筑 2016年11期2016-12-10
- 哈大高铁轨道变形与路基冻结深度的关系
道变形与路基冻结深度的关系刘勇（沈阳铁路局，辽宁沈阳110001）根据哈大高铁运营3年的观测数据，对哈大高铁轨道不均匀冻胀变形处所数量随冻结深度的变化规律进行分析，对轨道不均匀冻胀变形进行分类，并分析各类变形发生时的冻结深度。结合不同路基结构发生的轨道不均匀冻胀变形数据，分析路堤、路堑及过渡段表层、深层的轨道不均匀冻胀变形分布规律。分析结果表明，路基冻胀仅在一定深度内才会产生轨道不均匀冻胀变形。在铁路建设和维护过程中应重点控制影响轨道变形的冻结深度范围内的
铁道建筑 2016年10期2016-11-08
- 哈大客专路基冻胀变形特征及防治措施
，并适当加深冻结深度。客运专线；无砟轨道；路基；季节性冻土；冻胀变形；病害整治1 工程概况我国季节性冻土分布范围约占国土面积的53.5%［1］，在东北地区，由于季节性冻土的冻胀和融沉特性，给铁路和公路的建设及运营带来了严重危害。2004年哈尔滨铁路局范围内超过15 mm的冻胀变形有16 123处累计334 454 m，其中变形达到50 mm以上的有121处累计4 323 m，最大变形可达600 mm［2］。哈大客运专线是我国在高寒季节性冻土区自行设计建造的
铁道建筑 2016年9期2016-10-18
- 大西客运专线路基冻胀监测与分析
分测试的最大冻结深度小于设计的最大冻结深度；基床底层采用A，B组填料的路堤工点的最大冻胀变形略小于基床底层采用改良土的路堑工点；冻胀变形均＜8 mm，冻胀变形主要集中在≤4 mm范围内，说明防冻胀措施是有效的。客运专线；路基冻胀；监测；冻结深度；冻胀变形寒区铁路路基冻害产生的主要原因是土壤中的水（包括原位水和迁移水）在冻结形成冰晶时会发生体积的膨胀，使路基发生冻胀。通常情况下由于路基填料或其特性不均匀，往往造成路基表面纵横向冻胀高度的差异，从而使轨面高度产
铁道建筑 2016年8期2016-09-12
- 寒区运营隧道冻害防治监测系统及应用
能，围岩最大冻结深度1.55 m，排水量较大区段位于下坡端进口段1 300 m范围内，因此冻害重点防治区段为进口端500 m范围内的软岩区段，预测冻害类型以衬砌渗漏水、衬砌开裂为主。关键词：寒区；运营隧道；冻害防治；监测系统；环境温度；冻结深度1概述寒区是指表土层的年冻结深度大于800 mm的地区。我国有一半以上的国土都属于寒区，寒区主要包括多年冻土区和季节性冻土区，分别占国土面积的20%和55%[1]。从国内外已建成的寒区铁路、公路隧道的使用情况看，冻害
铁道标准设计 2016年7期2016-08-01
- 新建牡绥铁路路基冻胀监测与研究
合地质条件、冻结深度及工点类型，共选择20个断面进行冻胀变形及地温的自动监测。自动监测断面现场采集终端如图1所示。图2 路基冻胀监测系统工作流程图1 自动监测断面布设(2)数据传输系统数据传输系统主要负责数据采集箱和数据接收终端的数据通信，主要采用移动无线通讯网络GSM和GPRS等方式进行数据通信，将现场的采集数据自动传输到监测中心站，并具有自动传送、系统预约、系统状态信息发送的功能。在规定的时间内自动采集数据和发送数据，其它时间处于休眠状态。由于大部分时
铁道勘察 2016年1期2016-04-13
- 科尔沁沙坨地—草甸地冻融期地温与最大冻结深度的变化规律
期地温与最大冻结深度的变化规律岳翠桐, 刘小燕, 刘廷玺, 付青云, 曹文梅, 刘巧玲(内蒙古农业大学 水利与土木建筑工程学院, 内蒙古 呼和浩特 010018)[目的] 探究科尔沁沙坨地—草甸地土壤温度与冻结深度的变化规律，为合理指导该区农工生产和建设提供支持。 [方法] 基于2007—2015年冻融期人工观测数据，对比分析科尔沁沙坨地与草甸地冻融期多年土壤温度与最大冻结深度变化规律。 [结果] 研究区100 cm处沙坨地与草甸地多年土壤温度的标准差变化
水土保持通报 2016年6期2016-02-21
- 隔热层对深季节冻土区涵底冻深的影响及其优化设计
季节冻土最大冻结深度在未来50年内随时间的变化，提出在季节冻土区铁路路基工程中埋设保温层的合理深度、宽度及施工季节，分析总结保温板厚度和路基填土高度的关系。有关隔热层在隧道工程中的研究也较多，陈建勋[14]根据试验隧道的监测结果，提出增设套拱、设置防冻隔温层的防冻害结构和防冻隔温层厚度的计算方法。晏启祥等[15]利用三维瞬态有限元程序，分析隧道保温隔热材料厚度为0.0 cm、3.0 cm情况下二次衬砌及周边围岩的温度变化过程，研究温度应力分布及其可能导致的
铁道学报 2015年12期2015-05-09
- 季节冻土地区强风化砂泥岩隧道边墙开裂原因分析及整治对策研究
冻胀率和围岩冻结深度来综合确定是否考虑冻胀力。强风化砂泥岩 隧道 边墙开裂 季节冻胀 整治对策我国在季节冻土地区修建的隧道越来越多，出现的隧道病害也呈增多趋势，如准朔铁路梁家坪2号隧道边墙在冬季出现纵向裂缝，随着来年气温的回升裂缝停止发展，边墙纵向裂缝的发展随季节交替出现，影响隧道结构和列车运营安全。目前，国内外学者对冻土地区隧道的冻胀问题取得了大量研究成果。张德华等对大板山隧道进行了研究，考虑了围岩的完整度，采用弹性力学方法提出了衬砌所受冻胀压力的弹性解
铁道建筑 2015年6期2015-01-07
- 季节性冻土地区路基冻结深度试验研究
冻土地区路基冻结深度试验研究张聪颖(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300251)在季节性冻土地区修建无砟轨道铁路，路基冻胀变形控制是突出技术难题。通过对填筑粗颗粒填料的路基、天然地基与保温路基的温度及变形测试，确定不同土质冻结指数与冻结深度的关系，证明设置保温层可以降低冻结深度，是路基冻胀变形控制的一种有效措施。路基；季节性冻土区；保温板；冻胀观测中国国土面积约有53.5%的地区属于季节性冻土区[1]。季节性冻土是指寒季冻结暖季全部融化的土层。路基
铁道标准设计 2014年11期2014-09-26
- 深季节冻土区涵洞热状况分析
响；涵底最大冻结深度随着含水量呈三段式的变化规律：随其增大先减小，后减小速度变缓甚至冻深略有增加，最后又趋于减小；寒区涵洞内径的尺寸对涵底冻结深度方面的影响较大，而净高对涵底冻结深度方面的影响很小，可以不考虑。深季节冻土；涵洞；温度分布；模拟计算寒区涵洞建设是路基工程中必不可少的一部分，它的设置改善了冻土地区路基横向排水条件，优化了交通路线，但同时也改变了路基原有的水、热平衡状态，对路基的热稳定性有一定的影响。到目前为止，针对多年冻土区涵洞对路基热稳定性的
土木与环境工程学报 2014年5期2014-09-04
- 大西客运专线寒冷地区路基冻胀现场试验
分段落的最大冻结深度测试值大于设计值;路基表层处体积含水量上下波动相对较大,路基深层处体积含水量有缓慢减小的趋势;路基冻胀变形均小于8mm,冻胀发生的部位主要集中在基床表层范围。客运专线;寒冷地区;路基冻胀;现场试验在我国季节性冻土地区,由于以往对铁路路基的冻胀性认识不足,路基工程的防冻胀措施未明确要求或标准较低,路基季节性的冻胀和融沉导致了路基产生严重的不均匀变形,破坏轨道的平顺性,造成线路养护维修工作量十分繁重,并对安全行车带来了严重危害[1- 4]。
铁道标准设计 2014年12期2014-06-07
- 季节性冻土地区高速铁路无砟轨道路基冻胀的预防
、地形条件、冻结深度、填料类别及含水率、水、积雪、路基类型、路堤高度等使路基产生冻胀的因素，并重点对线路选线、标准冻结深度综合修正、路基面高程、抗冻填料等进行了论述，提出了有待试验研究的问题。季节性冻土 冻结深度 高速铁路 无砟轨道 路基 冻胀季节性冻土是指冬季冻结、春季开始融化的土，该类土在我国东北、华北及西北等地区分布很广，以往这些地区的普速铁路路基或多或少存在冻胀、融沉问题。冻融逐年反复会使路基面出现翻浆冒泥、道砟囊等病害。由于这些冻涨或融沉具有不均
铁道建筑 2014年10期2014-02-02
- 冻结法凿井井壁结构设计关键问题探讨
冻结法凿井;冻结深度;井壁结构;设计冻结法凿井是国内施工穿越不稳定深厚冲积层井筒时最常用的一种工法，目前，国内采用冻结法施工的井筒穿越最厚的冲积层为587 m，最大冻结深度800 m。尽管我国冻结法凿井技术已经比较成熟，冻结法工程设计与施工技术均达到了国际先进水平。但是由于该工法的复杂性以及地层的不确定性，采用冻结法施工的井筒仍然存在一些问题。如一些井筒在建井过程中井壁破裂或在投入使用后井壁下沉撕裂，带来了安全问题和经济损失。这些问题的出现可能是由于多种原
山西焦煤科技 2012年7期2012-01-23
- 季节性冻土的冻胀试验系统及应用
述。1.1 冻结深度本试验利用亚甲蓝冻结深度计，测量土的冻结深度，见图3。在向冻胀基坑填入试样时，将该冻结深度计垂直埋入试样中，并将仪器的上端露出。仪器内管可以从外管中抽出，内管上标有刻度，由于亚甲蓝溶液冻结会变白，因此可以通过读取内管上端亚甲蓝变白部分的长度，得到冻土深度。1.2 土温取约110 cm长的PVC管，下端封口，在管壁外侧每隔10 cm粘贴一个热点偶，共11个，埋入待测试验土样中，使第一个热电偶与地面持平，管内填满标准砂，以防止PVC管内空气
东北电力大学学报 2011年1期2011-09-14