无外荷载作用下冻土模型试验的相似分析

冻土在无外荷载时的冻融过程中,存在着热量和水分综合输运并伴随着融沉和冻胀变形。模型试验运用相似理论进行了系统分析,提出了试验必须满足的相似条件。

冻土力学模型试验台的开发与应用

根据季节冻土区工程冻土力学模型试验的特点,研制出一套能够在低温实验室开展冻土力学模型试验的冻土力学模型试验台。该装置为全钢结构矩形箱体,由主体结构和附属结构组成。主体结构为保温箱体结构,主要由侧壁面板、反力梁、底板和箱体外侧保温系统组成;附属结构由底板温度控制系统、补水系统、加载系统,以及数据采集与处理系统组成。该装置在冻融模型试验中应用的结果表明,该装置能够满足冻土力学模型试验的要求,为更好的开展季节冻土区工程冻土及建筑物的冻害防治技术研究提供了先进的试验平台。

锥台型装配式基础冻拔与抗压承载性能模型试验

针对冻土地区输电线路工程杆塔基础的冻拔破坏问题,提出了一种锥台型装配式基础。通过大型冻土模型试验,考察该基础在不同冻结环境条件下的冻拔特性和抗压承载性能。试验结果表明:(1)基础的冻拔位移低于周围地表冻胀位移,地基冻胀量随着与基础距离的增大而增大,该种基础具有良好的抗冻拔性能,且对地基冻胀变形具有限制作用;(2)在冻土地基条件下,基础的下压荷载-位移曲线呈现"缓变型",随着冻结环境温度的降低,曲线位置逐渐向右侧移动,基础的抗压承载性能逐渐增强;(3)基础的极限抗压承载力随着冻结环境温度呈线性增长规律,变化速率约为10.5 kN/℃,基础的破坏是由温度应力与外加荷载共同作用所引起的,外荷载的作用导致地表前期产生的冻胀裂缝进一步拓宽、延伸,最终导致地基基础体系发生破坏。