东北季冻区灌渠渠底土冻胀力影响因素分析

为研究东北寒区频发的渠道冻胀问题,针对黑龙江北安二龙山农场灌渠渠底冻胀情况,将其简化为一维冻胀模型,设计并制作了符合一维冻胀工况的试验装置,采用正交试验方法对影响渠底土冻胀力的因素进行分析,结果表明:平均冻胀温度是最主要的影响因素,冻胀力随温度的降低而升高,且在-40℃时(其他因素不变)法向冻胀力最大,为1.49MPa;含水率影响也比较显著,冻胀力随含水率增大而升高,但当含水率超过18%时冻胀力略有下降,含水率为18%时(其他因素不变)冻胀力最大,为1.45 MPa;当含水率为14%、平均冻胀温度为-40℃、预加压力为1 kN、土样孔隙率为62%时,冻胀力最大,冻胀最明显。

东北季冻区透水沥青路面低温抗裂性分析

为了将具有良好排水、抗滑性能的透水沥青路面应用于东北季冻区,对季冻区气候环境下的透水性沥青路面低温抗裂性进行建模。基于东北季冻区年/日温差大、冬季寒冷、冰冻期长等特点,依据沥青路面温度场理论,利用ABAQUS有限元分析平台建立透水沥青混凝土(OGFC)、密级配沥青混凝土(AC)路面结构温度场,并探讨了2种材料路面结构的温度场变化规律;同时进行低温-荷载耦合对比分析,明确了低温日下2种路面结构面层层底水平拉应力变化规律。研究结果表明:1)在寒冷气候下路面结构温度场的分布规律为路表>面层中部>气温>面层底部(基层顶部)>基层中部>基层底部;OGFC面层比AC面层抵抗温度应力对路面结构损害的程度更强。2)在低温-荷载耦合作用下,OGFC路面面层底部水平拉应力值小于AC路面,平均值为1.85 MPa,低温抗开裂的效果更显著;推荐东北季冻区OGFC路面面层合理厚度为4~5 cm。研究结果可以为东北季冻区建造透水沥青混凝土路面提供低温性能方面的参考依据和数据支持。