长春市某越冬深基坑桩锚支护结构受力变形监测与数值模拟对比分析

为研究季节性冻土区基坑越冬过程中基坑支护结构受力与变形变化规律,利用Midas GTS NX对长春市某深基坑的桩锚支护结构的周边地表沉降、支护桩水平位移及锚索轴力进行数值模拟,并基于实际监测数据与数值模拟结果进行对比分析。结果表明:数值模拟及监测均表现出冻胀作用会使基坑周围地表沉降变小且越冬结束后会出现融沉现象;基坑支护桩桩身水平位移最大处约在距离桩顶2/5处且大于冻结前的位移;各层锚索轴力值均大于基坑冻结前;冻融作用会对基坑变形产生不可恢复的影响。

Propagation of vibrations in thawing deep seasonally frozen soils in railway subgrade

In this study, in-situ testing results are given, and the analytical relationship of the vibrations＇ amplitudes inside an em- bankment by the thawing of the subgrade surface of seasonably deep frozen soils is provided. The peculiarities of the vi- bration waves＇ propagation during the springtime thawing of soils compared to those during the summertime period and the correlation of the vibrations with the under-rail basement moduln~ nf ala^tieitv nro dofinod

东港灌区苯板保温渠道衬砌抗冻胀试验研究

冻胀量的大小直接关系着渠道衬砌工程的安全、稳定运行及输水效率。影响冻胀量大小的重要因素包括渠基土地温及冻深的变化情况。通过2010-2011年和2011-2012年2个冬季的试验观测,获得了有关东港灌区渠道衬砌地温、冻深及冻胀量变化情况的真实数据,并研究了采用不同厚度的苯板保温对渠道衬砌下渠基土的地温、冻深及冻胀量的影响规律,以此选取了适宜东港灌区的苯板保温厚度,为灌区渠道衬砌工程设计提供了参考依据。

多次冻融条件下土体的融沉性质研究

以青藏铁路那曲物流中心站场路基填料为研究对象,通过室内试验深入研究和分析了压实度、荷载以及冻融次数对土体融沉性质的影响规律。研究结果表明:第1次冻融过程中压实度大的试样的冻胀融沉量小,而经历多次冻融后压实度大的试样的冻胀融沉量则变大;多次冻融后较大压实度的试样表现为隆起变形,而较小压实度的试样则表现为压密变形,即不同压实度试样在经历多次冻融后压实度趋于某一定值;存在一临界压实度值,该值下多次冻融后试样高度不发生变化;荷载的压密作用在抑制冻胀变形的同时也加剧了试样的融沉变形,总体变形量随荷载的施加和增大而增大;补水条件下多次冻融后试样的含水率远远大于初始含水率,因此应做好防排水措施;外界水源补给量随冻融次数的增加而减小,并在经历3次冻融后达到稳定,且冻结过程中的补水量远远大于融化过程中的补水量;融沉系数随冻融次数的增加先增大而后减小并在经历5次冻融后趋于稳定,因此可将5次冻融后的融沉系数作为评价土体融沉性质的指标。

季节性冻土区深基坑桩锚支护结构冻胀变形控制研究

季节性冻土区深基坑支护冻胀影响问题常常由于温差不大、冻融时间较短容易被忽略,但某些特殊情况下冻胀影响产生的基坑坍塌事故却屡见不鲜。对基坑边坡冻胀机理及计算方法进行了总结描述,结合北京某深基坑支护工程,通过对2011～2012年冬季冻胀影响过程的监测与相应处理措施实施效果分析,总结了桩锚支护结构体系的冻胀影响因素,提出了相应注意事项、预防及处理措施。

季节冻土融化对基坑土钉支护的影响

北京地区开春时期基坑土钉支护事故比较多,不少事故均与季节冻土的冻融有关。航遥大厦基坑土钉支护在天气转暖时也出现险情,结合航遥基坑的施工过程和坡顶水平位移观测记录,应用有限元方法对该基坑土钉支护的施工过程和受冻土融化的影响进行了分析。分析表明,施工中出现渗水的土钉支护受季节冻土冻融的影响非常明显。

细粒含量对粗粒土冻胀特性影响的试验研究

为了得到同时满足冻胀率和击实效果的最大细粒土含量,通过葡氏击实和冻胀试验,研究了不同细粒土含量、不同干密度条件下细圆砾土填料的冻胀特性。研究结果表明,9%细粒土含量下细圆砾土试样的压实效果最好;细圆砾土试样的冻结过程可以划分为快速冻结区、过渡区、似稳定区和稳定区;细粒土含量低于10%时,细圆砾土属于弱冻胀填料;同时满足冻胀率和压实效果的最大细粒土含量为9%;细粒土含量相同时,细圆砾土试样的冻胀率随干密度的增加,先增大而后减小,即存在一个最不利干密度;冻结48 h后,细圆砾土试样冻土段的含水率均大于初始含水率,其不同位置含水率分布曲线呈S型,且随着细粒土含量的增加逐渐呈现倒三角形分布;细圆砾土试样干密度的增大有效地阻断了水分迁移路径。

呼和浩特地铁深基坑支护冻胀影响数值分析

研究目的:为研究低温作用下水土冻胀对地铁基坑支护结构的影响,依托呼和浩特市某车站地铁基坑,建立地铁深基坑数值计算模型,模拟季节温度变化对基坑体系的影响,探究越冬基坑在外界温度变化条件下,基坑周边土体、地下连续墙及坑底土体温度场变化规律,水土冻胀力主要影响范围,基坑支护体系内力及变形的变化规律。研究结论:(1)冻胀初期受表层温度影响较大的范围主要集中在5 m以内,随着外部温度的逐渐下降,土层冻结深度在逐渐增大,且在距离基坑0. 5 m范围内最大冻深达到15 m,在基坑外侧边缘的土体冻深相对较小,受气温影响较大;(2)基坑外侧土体受冻胀影响范围集中在7 m以上,随着基坑深度的增加,支护结构受冻胀的影响逐渐减少,且影响减少得较为迅速;(3)低温条件下考虑水土冻胀影响,基坑第一道横撑轴力增加约22%,地连墙最大水平位移增加约24%;(4)本研究成果可为严寒地区深基坑工程支护设计与施工提供参考。

基于改进西原模型的深井冻结压力数值计算分析

深厚冲积层冻结压力取值大小是冻结法凿井外层井壁设计计算的重要依据。为此,基于符合深井冻土蠕变特性的改进西原模型,利用ABAQUS软件的用户子程序接口,实现该模型的UMAT开发。考虑土体冻结过程中的热-力耦合作用获得井筒开挖前土体冻胀应力分布规律,在此基础上,计算分析了深部冻结井的掘砌过程,获得了作用于外层井壁的冻结压力发展变化规律。计算结果表明:土体埋深、冻结壁温度、土体冻胀率等因素均影响冻结压力的大小。在其他条件不变的情况下,当埋深由400 m增加到500 m时,冻结压力增加21%;当冻结壁平均温度由-16℃降低至-18℃时,冻结压力减小10%;当土体冻胀率由2%增加到3%时,冻结压力增加3.8%。冻结压力随层位深度及土体冻胀率的增加而增加,而降低冻结壁温度则有利于冻结壁的稳定。数值计算结果与实测值的误差小于15%,比理论计算更有利于实际工程中深井冻结压力的计算预测。

深季节冻土区路基防冻胀道砟碎石排水盲沟热状况的数值分析

用透水土工布包裹道砟碎石填筑的截排水纵向盲沟,是哈尔滨-大连高速铁路(简称哈大高铁)在大开挖路堑段采用的重要的防冻胀工程措施.由于碎石层在顶部温度较低时,其中发生对流换热过程而强化对其下部土体的降温作用,可能导致盲沟底部冻结而影响其防冻胀效果.通过数值仿真软件分析了排水盲沟的温度状况,结果表明:对于哈大高铁的气温环境,在不考虑积雪影响的条件下,将发生盲沟底部排水管冻结积冰,影响纵向盲沟防冻胀效果的问题.在盲沟顶土层中加设0.1 m保温板能够提高盲沟底部的最低温度,推迟起始冻结时刻,缩短冻结时长,但不能完全避免盲沟底部排水管的冻结问题.在有表层保温板的条件下,在盲沟底部换填砂层虽然不能提高盲沟碎石层的温度,但却能有效提高盲沟底部的温度.复合措施可以有效解决盲沟底部冻结的问题.

试论罗伯特·弗罗斯特诗歌中的深层生态意识

运用阿伦·奈斯的深层生态学理论尤其是其中的二个最高准则:"生态中心主义平等"、"自我实现"和指导性原则"手段简朴,目的丰富"的生活方式,可发现罗伯特·弗罗斯特诗歌中蕴含的深层生态意识为:人类和自然是平等且相互作用和相互联系的;如果人类想实现自我,就必须善待自然。弗罗斯特反对过分追求物质生活,反时基于科技、工业化和商业化基础上的工业文明所带来的物质财富的极大丰富,并倡导一种田园生活。

冻胀环境下哈尔滨市某桩锚支护深基坑工程监测研究

哈尔滨等寒区深基坑的监测以及理论研究十分不足,对历经冬季的深基坑的研究更是少之又少。对哈尔滨市香坊区安埠商圈核心区改造深基坑工程在基坑开挖过程中的监测数据进行统计、分析,并对施工过程中基坑护壁桩东侧区域的破损进行分析。结果表明:该桩锚支护的深基坑,围护结构沿深度方向的变形属于复合式变形,基坑的空间效应不明显。以1/2基坑的开挖深度为分界线,同一深度处分界线以上的阳角处的水平位移大于阴角处的水平位移,分界线以下则相反;采用钢板桩和护壁桩的组合形式没有直接采用护壁桩的效果好;基坑的稳定性受地基土冻胀的影响不可忽略。支护方案总体可行,但是有部分区域护壁桩破损情况,安全储备有待提高,类似工程进行支护设计时应提高安全储备。研究结果为哈尔滨地区的深基坑工程的设计和施工提供了重要的依据。

深基坑支护体系冻胀变形及控制三维数值分析

针对季节冻土区越冬深基坑工程,着重分析由于土体冻胀而导致的支护结构异常变形问题,基于哈尔滨地铁3号线某车站深基坑工程实例,利用ABAQUS有限元分析软件建立基坑的三维有限元模型,模拟其开挖施工的全过程,并将分析结果与实际监测数据进行对比,验证了模型的合理性;使用FORTRAN语言对ABAQUS软件进行二次开发,建立土体的冻胀与温度场之间的函数关系,模拟了深基坑越冬过程中由于外界温度改变而导致的基坑土体冻胀变形、围护结构位移及内支撑轴力变化。提出了在基坑侧壁贴设保温板以控制土体冻胀的防护措施,并以墙身位移和内支撑轴力为指标分析不同厚度的防火型XPS板对基坑保温效果的影响,最后给出了贴设保温板的经济厚度,为今后类似工程提供了参考。

冬季深基坑水平冻胀力试验研究

依托呼和浩特市某地铁车站基坑工程,通过室内模型试验和数值模拟分析,结合呼和浩特市气候条件,模拟极端降温过程,分析研究深基坑的土体温度变化分布特征、水平冻胀应力分布规律以及冻胀引起土体及支护结构的变形规律。研究表明:外侧土体温度变化梯度大,内部土体温度相对稳定且变化相对滞后,基坑最大冻深可达到1.1~1.2 m;随基坑深度的增加,水平冻胀力先增大后减小,呈抛物线分布模式,最大值出现在深度约8~10 m处;极端气候条件下,基坑最大水平冻胀力达120~140 kN,对基坑支护的设计与施工产生不可忽视的影响,为严寒地区深基坑工程提供借鉴和参考。

软弱地层联络通道冻结法施工温度及位移场全程实测研究

研究软弱地层联络通道冻结法施工的冻结温度场、解冻温度场、冻胀融沉发展规律,是解决其冻胀及工后融沉预测与控制的前提。以软土隧道联络通道冻结法工程为背景,对冻结温度场、解冻温度场、地表变形、深层土体冻胀融沉及温度变化规律等进行了全程实测,对冻结壁的形成及解冻全过程进行了分析。结果表明:冻结过程温度变化规律可分为温度快速下降、降温减慢、降温速度加快、土体温度稳定、维护冻结等5个阶段。解冻期间,土体温度经历快速回升、0℃附近稳定、温度持续回升3个阶段。冻结圆柱交圈是产生迅速冻胀的临界时间点,冻胀主要发生在冻结18~45 d;联络通道解冻15 d,部分土体温度达到0℃附近,冻土进入相变阶段,因此应在15 d后开始融沉跟踪注浆;入土深度越大土体相变阶段持续时间越长,粉土融沉主要发生在解冻前2个月,其完全解冻需要100 d左右,此为跟踪注浆至少应持续时间。深部土体温度、冻胀融沉位移均随深度增大呈线性递增。实测拱顶冻结壁处最大冻胀及融沉位移分别是对应地表冻胀、融沉量的3.6倍、4.9倍。地表冻胀融沉槽为联络通道中线两侧符合拟正态分布规律,其影响范围约为隧道底部埋深的1.2倍。

深基坑冻结止水帷幕冻胀变形模拟分析与试验测试

通过对深基坑冻结止水帷幕工程冻胀特性的模拟分析,考虑初始应力场平衡及其与温度场、应变场等的耦合分析,结合试验与测试分析成果验证,系统研究冻结止水帷幕的冻胀变形特征、冻胀特性与冻土性质和约束条件的关系以及卸压槽的卸荷作用机制与变形控制效果等,为今后深基坑围护冻结止水技术的合理设计、安全施工和推广应用提供理论基础。

深井冻结中冻结壁冻胀解析预测

为保证深井冻结凿井施工的安全,必须考虑冻结过程中的冻胀力,而当前还没有一种合理的立井冻胀预测手段。考虑到土体冻结受温度场的直接影响以及温度场测试手段成熟,采用温度场来确定冻结壁厚度及位置,再由冻胀系数来推算冻土冻胀量,进而得到冻胀位移场及应力场。结果表明,采用这一解析预测方法可以得到满足工程应用的冻胀位移场及冻胀应力场。

试论罗伯特·弗罗斯特深层生态意识的形成

通过对诗人诗歌、书信和相关评论等的研究,从三个方面追问弗罗斯特深层生态意识的形成:一是弗罗斯特的宗教信仰;二是弗罗斯特的阅读体验;三是弗罗斯特的人生阅历。

青草沙工程浦东工作井盾构进洞土体加固技术

盾构进出洞风险防范历来是盾构施工中的重中之重。该文介绍了青草沙原水隧道中搅拌桩结合垂直冻结的盾构进洞加固施工方法。由于隧道埋深较深,该工程首次将接钻杆的超深搅拌桩施工工艺引入到盾构进出洞加固中来,同时辅以洞门垂直冻结的措施,确保盾构顺利进洞。

特深基坑排桩冻土墙围护结构的冻胀力模型试验研究

润扬长江公路大桥南汊悬索桥南锚碇基坑深29 m,平面尺寸为69 m×51 m,采用排桩冻土墙围护结构,为解决该结构设计中冻胀力取值难题,进行深基坑排桩冻土墙围护结构冻胀力物模试验研究。首先根据相似理论,推导模拟试验的相似准则;然后,进行模型设计和制作;最后,通过模拟试验,首次得到没有卸压孔时,排桩所受水平冻胀力为0.238 MPa,当在冻土墙外侧施工卸压孔时,排桩所受的水平冻胀力平均值为0.133 MPa。并给出了随着基坑开挖的卸压作用,桩上受到的水平冻胀力呈现减小趋势,最大衰减率达40%。从而为这种新型围护结构的工程应用提供设计依据。